冰川

冰川[1] 或稱冰河是指大量冰塊堆積形成如同河川般的地理景觀。在終年冰封的高山或兩極地區(qū),多年的積雪經(jīng)重力或冰河之間的壓力,沿斜坡向下滑形成冰川。受重力作用而移動(dòng)的冰河稱為山岳冰河或谷冰河,而受冰河之間的壓力作用而移動(dòng)的則稱為大陸冰河或冰帽。兩極地區(qū)的冰川又名大陸冰川,覆蓋范圍較廣,是冰河時(shí)期遺留下來的。[2]
冰川 - 構(gòu)造
冰川產(chǎn)生多種巖屑稱為冰積物。冰水冰積物是由稱為冰川融水的融冰中沉積下來的巖屑。有些冰積物含石塊和巨礫類似扁礫。冰積物也可能由冰川融水混入稱為冰礫泥的細(xì)礫沉積物。堆積冰磧土是融化時(shí)冰川頂部落下的巖屑。[2]
冰川 - 概述

《不列顛百科全書》中是這樣描述冰川的:“冰川冰是由降落到地面的雪轉(zhuǎn)變而來的。雪的晶體逐步圓化變?yōu)榱Q狗e雪的密度逐漸增加。這一過程在溫度接近融點(diǎn)和存在液態(tài)水時(shí)進(jìn)行得最快。其后,占優(yōu)勢(shì)的重結(jié)晶作用的平均粒徑增大。當(dāng)集合體的密度達(dá)到約 0.84克/立方厘米時(shí),顆粒之間便沒有空隙,而變得不可滲透。這標(biāo)志著從粒雪到冰川冰的轉(zhuǎn)化。”
由于溫室效應(yīng)在高緯度地區(qū)和高海拔地區(qū)格外明顯,地球上的冰川正以驚人的速度消失。對(duì)于直接流入大海的冰川來說,這意味著巨型冰山的增多、海平面的上升以及沿海地區(qū)可能遭受到的氾濫;對(duì)于高山上的冰川來說,這意味著山腳下河流水流量的不穩(wěn)定,即在大量融雪時(shí)造成水災(zāi)、其余時(shí)間則造成旱災(zāi)。
冰川前進(jìn)時(shí)會(huì)切割山谷兩側(cè)的巖石,將它們帶往下游很遠(yuǎn)的地方。在冰河退縮時(shí),這些巨大的石塊就被留在原來冰河的河道上,包括兩旁山坡上。冰河流經(jīng)的山谷會(huì)由原來的 V 字型橫切面變成 U 字型橫切面。
冰川產(chǎn)生多種巖屑稱之為冰積物。冰水冰積物是由稱為冰川融水的融冰中沉積下來的巖屑。有些冰積物含石塊和巨礫類似扁礫。冰積物也可能由冰川融水混入稱為冰礫泥的細(xì)礫沉積物。堆積冰磧土是融化時(shí)冰川頂部落下的巖屑。
冰川 - 形成

冰川是水的一種存在形式,是雪經(jīng)過一系列變化轉(zhuǎn)變而來的。要形成冰川首先要有一定數(shù)量的固態(tài)降水,其中包括雪、霧、雹等。沒有足夠的固態(tài)降水作“原料”,就等于“無米之炊”,根本形不成冰川。
冰川存在于極寒之地。地球上南極和北極是終年嚴(yán)寒的,在其它地區(qū)只有高海拔的山上才能形成冰川。人們知道越往高處溫度越低,當(dāng)海拔超過一定高度,溫度就會(huì)降到0℃以下,降落的固態(tài)降水才能常年存在。這一海拔高度冰川學(xué)家稱之為雪線。在南極和北極圈內(nèi)的格陵蘭島上,冰川是發(fā)育在一片大陸上的,所以稱之為大陸冰川。而在其它地區(qū)冰川只能發(fā)育在高山上,所以稱這種冰川為山岳冰川。
在高山上,冰川能夠發(fā)育,除了要求有一定的海拔外,還要求高山不要過于陡峭。如果山峰過于陡峭,降落的雪就會(huì)順坡而下,形不成積雪,也就談不上形成冰川。雪花一落到地上就會(huì)發(fā)生變化,隨著外界條件和時(shí)間的變化,雪花會(huì)變成完全喪失晶體特征的圓球狀雪,稱之為粒雪,這種雪就是冰川的“原料”。
積雪變成粒雪后,隨著時(shí)間的推移,粒雪的硬度和它們之間的緊密度不斷增加,大大小小的粒雪相互擠壓,緊密地鑲嵌在一起,其間的孔隙不斷縮小,以致消失,雪層的亮度和透明度逐漸減弱,一些空氣也被封閉在里面,這樣就形成了冰川冰。冰川冰最初形成時(shí)是乳白色的,經(jīng)過漫長(zhǎng)的歲月,冰川冰變得更加致密堅(jiān)硬,里面的氣泡也逐漸減少,慢慢地變成晶瑩透徹,帶有藍(lán)色的水晶一樣的老冰川冰。冰川冰在重力作用下,沿著山坡慢慢流下(當(dāng)然流的速度很慢),就形成了冰川。
冰川 - 分類

世界上的冰川分為兩類,一類是大陸冰蓋,一類是山岳冰川。
大陸冰蓋主要分布在南極和格陵蘭島。山岳冰川則分布在中緯、低緯的一些高山上。全世界冰川面積共有l(wèi)500多萬平方公里,其中南極和格陵蘭的大陸冰蓋就占去1465萬平方公里。因此,山岳冰川與大陸冰蓋相比,規(guī)模極為懸殊。
巨大的大陸冰蓋上,漫無邊際的冰流把高山深谷都掩蓋起來,只有極少數(shù)高峰在冰面上冒了一個(gè)尖,遼闊的南極冰蓋,過去一直是個(gè)謎,深厚的冰層掩蓋了南極大陸的真面目。科學(xué)家們用地球物理勘探的方法發(fā)現(xiàn),茫茫南極冰蓋下面有許多小湖泊,而且這些湖泊里還有生命存在。
中國的冰川,都屬于山岳冰川。就是在第四紀(jì)冰川最盛的冰河時(shí)代,冰川規(guī)模大大擴(kuò)大,也沒有發(fā)育為大陸冰蓋。以前有很多專家認(rèn)為,青藏高原在第四紀(jì)的時(shí)候曾經(jīng)被一個(gè)大的冰蓋所覆蓋,即使現(xiàn)在國外有些專家仍持這種觀點(diǎn)。但是經(jīng)過考察和論證,中國的冰川學(xué)者基本上否定了這種觀點(diǎn)。
冰川 - 數(shù)量分布
世界冰川分布
冰川在世界兩極和兩極至赤道帶的高山均有分布,地球上陸地面積的1/10為冰川所覆蓋,而4/5的淡水資源就儲(chǔ)存于冰川(冰蓋)之中。
地區(qū) | 冰川面積(平方千米) | 儲(chǔ)水量(立方千米) |
南極大陸 | 13,980,000 | 21,600,000 |
格陵蘭 | 1,802,400 | 2,340,000 |
北極島嶼 | 226,090 | 83,500 |
亞洲 | 109,058 | 15,630 |
歐洲 | 21,415 | 4,090 |
北美洲 | 67,522 | 14,602 |
南美洲 | 25,000 | 6,750 |
大洋洲(新西蘭和新幾內(nèi)亞) | 1,014.5 | 107 |
非洲 | 22.5 | 3 |
合計(jì) | 16,227,500 | 24,064,100 |
中國冰川分布

中國冰川面積分別占世界和亞洲山地冰川總面積的14.5%和47.6%,是中低緯度冰川發(fā)育最多的國家。中國冰川分布在新疆、青海、甘肅、四川、云南和西藏6省區(qū)。其中西藏的冰川數(shù)量多達(dá)22468條,面積達(dá)28645平方公里。中國冰川自北向南依次分布在阿爾泰山、天山、帕米爾高原、喀喇昆侖山、昆侖山和喜馬拉雅山等14條山脈。這些山脈山體巨大,為冰川發(fā)育提供了廣闊的積累空間和有利于冰川發(fā)育的水熱條件。通過考察發(fā)現(xiàn),中國冰川面積中大于100平方公里的冰川達(dá)33條,其中完全在中國境內(nèi)最大的山谷冰川是音蘇蓋提冰川,面積為392.4平方公里,最大的冰原是普若崗日,面積達(dá)423平方公里,最大的冰帽是崇測(cè)冰川,面積達(dá)163平方公里。
冰川 - 運(yùn)動(dòng)記載

十九世紀(jì)初葉,在阿爾卑斯山上,有幾個(gè)登山者不幸被雪崩掩埋在冰川粒雪盆里。當(dāng)時(shí)有個(gè)冰川工作者推測(cè)說,過四十年后這幾個(gè)人的尸體將在冰舌前出現(xiàn)。果然不出所料,四十三年后,這幾個(gè)不幸者的尸體在冰舌前出現(xiàn)了,登山者同伴中的幸存者很快把尸體辨認(rèn)出來。
l827年,有個(gè)地質(zhì)工作者在阿爾卑斯山的老鷹冰川上修筑了一座石砌小屋。十三年后,發(fā)現(xiàn)這座小屋向下游移動(dòng)了1428米。小屋本身是不會(huì)移動(dòng)的,原來是小屋的地基-冰川向下運(yùn)動(dòng),把小屋捎帶著一起移動(dòng)了。
冰川運(yùn)動(dòng)有些和水流相似,中間快,兩邊慢。要是橫過冰川插上一排花桿,不需太長(zhǎng)時(shí)間就可發(fā)現(xiàn),中間的花桿遠(yuǎn)遠(yuǎn)地跑到前面去了,原來呈直線的花桿連線變成向下游凸出的弧線。許多海洋性冰川上出現(xiàn)的形象十分奇特的弧形連拱,就是冰川運(yùn)動(dòng)過程中,中間和兩邊速度不一而產(chǎn)生的。冰川運(yùn)動(dòng)速度總的來說十分緩慢。但是,有些冰川的脾氣卻很古怪,它們會(huì)在長(zhǎng)期緩慢運(yùn)動(dòng)或退縮之后,突然爆發(fā)式地向前推進(jìn)。

1937年,阿拉斯加有一條名叫黑激流的冰川曾在世界新聞上引起汪意,報(bào)紙上連日刊載它向前推進(jìn)的消息。原來,黑激流冰川位于一條重要公路的上方,冰川出現(xiàn)爆發(fā)式前進(jìn)有破壞公路的可能。當(dāng)時(shí)住在公路邊的一家人,入冬后幾個(gè)星期,常常聽到冰川方向有隆隆響聲傳來,好象坦克履冰的聲音。
10月3日,他們從望遠(yuǎn)鏡中突然發(fā)現(xiàn),數(shù)公里外的黑激流冰川,冰舌前端亂七八糟地堆著的一垛碎冰塊,被冰舌推送著向前軋軋移動(dòng)。以后,冰川移動(dòng)越來越快,冰川撞擊谷床伴隨著冰裂的聲昔,把住房的玻璃震得發(fā)響,大地也在微微顫動(dòng)。移動(dòng)最快時(shí)每天推進(jìn)60米,創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)所知的冰川前進(jìn)的世界記錄。從1936年9月到l937年2月,黑激流冰川前進(jìn)了六公里半,最后在離公路八百米的地方停下來,總算沒有造成災(zāi)禍。
冰川 - 運(yùn)動(dòng)原理

物體在受力情況下,為了適應(yīng)或消除外力,可作三種變形,即彈性變形、塑性變形和脆性變形(或稱破裂)。一般物體在受力時(shí)都有這三個(gè)變形階段。例如一根彈簧,一般情況下,作彈性變形;當(dāng)受力超過彈性強(qiáng)度時(shí),作塑性變形,彈簧回不到原來的位置;當(dāng)受力特大超過破裂強(qiáng)度時(shí),彈簧拉斷,作脆性變形。但是,這三個(gè)階段究竟有主有從,三個(gè)階段并不同樣平分秋色。
就冰來說,由于它容易實(shí)現(xiàn)晶體的內(nèi)部滑動(dòng),是有利于表現(xiàn)出塑性變形的。但是,當(dāng)外力突然增高時(shí),很容易超過冰的破裂強(qiáng)度,發(fā)生脆性變形(斷裂)。物體在長(zhǎng)期受力時(shí),哪怕這種力較小,也會(huì)產(chǎn)生塑性變形。在冰川下部,由于上部冰層的壓力和上游冰層的推力,總是處于受力狀態(tài),使下部冰層的塑性表現(xiàn)得比較充分。同時(shí),下部冰層的融點(diǎn)由于受壓比上部冰層稍低,使下部冰層更接近于融點(diǎn),因而塑性變形更易實(shí)現(xiàn)。這樣,冰川下部出現(xiàn)塑性帶就不難理解了。而冰川表層,缺乏長(zhǎng)期受力這個(gè)重要條件,當(dāng)外力突然增加時(shí),往往作彈性或脆性變形,成為脆性帶。
在一個(gè)暢通的山谷中,冰川流動(dòng)時(shí)最大流速出現(xiàn)在冰川表面,愈近谷底速度降低,這種運(yùn)動(dòng)方式叫做重力流。如果冰川運(yùn)動(dòng)過程中,在前方遇到突起的基巖或運(yùn)動(dòng)變緩的冰塊的阻塞,就在那里形成前擠后壓的剪應(yīng)力,這種流動(dòng)方式叫做阻塞重力流。在發(fā)生阻塞重力流的地方,冰中常有許多逆斷層,還有復(fù)雜的褶皺出現(xiàn)。
冰川 - 運(yùn)動(dòng)速度

冰川運(yùn)動(dòng)的速度,日平均不過幾厘米,多的也不過數(shù)米,以致肉眼發(fā)覺不出冰川是在運(yùn)動(dòng)的。格陵蘭的一些冰川,運(yùn)動(dòng)速度居世界之首,但每年也不過運(yùn)動(dòng)千余米而已。其它地區(qū)的冰川,象比較著名的某些阿爾卑斯山的冰川,年流速不過80—150米。中國冰川大多數(shù)是大陸性冰川,冰川積累不豐富,冰川上物質(zhì)循環(huán)較為緩慢,因而導(dǎo)致冰川運(yùn)動(dòng)速度比較低。
冰川運(yùn)動(dòng)速度是有季節(jié)變化的,夏快冬慢。天山和祁連山的冰川,夏季運(yùn)動(dòng)速度一般要比冬季快50%(均指冰舌而言)。造成這種差別的原因之一是冰川溫度的變化。當(dāng)冰川增溫時(shí),冰的粘度迅速減小,從—20℃增高到—1℃,冰的粘度隨溫度作近直線的下降。粘度減小使塑性增加,因而冰川運(yùn)動(dòng)速度加快。夏天冰融水出現(xiàn)在冰川內(nèi)部及底部是促進(jìn)冰川快速運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)原因。
冰川 - 環(huán)境資源
大河源頭

冰川融水涓涓細(xì)流,匯百川成滔滔江河,奔瀉千里構(gòu)成我國主要的水系,哺乳偉大的民族。萬里長(zhǎng)江的源頭就發(fā)育在唐古拉山格拉丹冬雪山。在我國西北地區(qū),綠洲農(nóng)田大部分依賴發(fā)源于高山冰雪帶的大小河流,因此人們常把冰川融水比喻成綠洲的命脈。
高山生物
在南極、北極有一大批生物在活躍著,如企鵝、北極熊等。同樣在山岳冰川上也有各種各樣的生物。攀登珠穆朗瑪峰的登山運(yùn)動(dòng)員,有一次就在6000多米雪線以上的地方和一只兇猛的雪豹狹路相逢。雪豹很能適應(yīng)高山冰雪環(huán)境,在山坡雪地和冰川上經(jīng)常留下它們覓食的足跡和它們吃剩的動(dòng)物尸骨。
雪雞也是冰川區(qū)特有的珍貴禽鳥,在我國許多冰川附近都有。雪雞不善飛,常棲息在冰川邊緣的冰磧上,食蝴蝶之類的昆蟲和雪蓮等植物為生。它的顏色和巖石差不多,是天然的保護(hù)色。雪雞生活的高度很驚人,在珠穆朗瑪峰北坡,6000米高度上還能見到它們。
善飛的高山禽鳥創(chuàng)造了許多飛翔高度記錄。登山運(yùn)動(dòng)員在珠穆朗瑪峰7000米左右的北拗上,見到過黃嘴山鴉。禿鷲在8000多米的高空中還泰然自若地飛翔。就連巖鴿本領(lǐng)也不小,有一次,登山隊(duì)員看到一只巖鴿由南向北飛過了8300米高的山脊。
雪線附近的植物也不少。在珠穆朗瑪峰地區(qū)5600米以上的地方,鳳毛菊、墊狀蚤綴、高山毛莨和龍膽等生長(zhǎng)很好。各種鮮艷顏色的地衣苔蘚在裸露的巖石和冰磧上更是斑斑點(diǎn)點(diǎn),繁若星辰。在海洋性冰川地區(qū),高山杜鵑種類繁多,接近冰川雪線生長(zhǎng)。當(dāng)春天萬物蘇醒時(shí),各種顏色的杜鵑花迎風(fēng)開放,另是一番壯麗景色。
雪蓮是冰川雪線附近的大型植物之一。天山、祁連山、唐古拉山和昆侖山,都有它們生長(zhǎng)。特別是天山雪蓮,幼株遍身披毛,夏天盛開時(shí)花大如碗(照片27),是一種很好的藥用植物。《新疆中草藥手冊(cè)》把它列為珍貴藥材,治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎很有成效,還有活血的功效。
冰川 - 冰川作用
剝蝕作用

冰川有很強(qiáng)的侵蝕力,大部分為機(jī)械的侵蝕作用,其侵蝕方式可分為幾種:
(1)拔蝕作用: 當(dāng)冰床底部或冰斗后背的基巖,沿節(jié)理反復(fù)凍融而松動(dòng),若這些松動(dòng)的巖石和冰川凍結(jié)在一起,則當(dāng)冰川運(yùn)動(dòng)時(shí)就把巖塊拔起帶走,這稱為拔蝕作用。經(jīng)拔蝕作用后的冰川河谷其坡度曲線是崎嶇不平的,形成了梯形的坡度剖面曲線。
(2)磨蝕作用: 當(dāng)冰川運(yùn)動(dòng)時(shí),凍結(jié)在冰川或冰層底部的巖石碎片,因受上面冰川的壓力,對(duì)冰川底床進(jìn)行削磨和刻蝕,稱為磨蝕作用。磨蝕作用可在基巖上形成帶有擦痕的磨光面,而擦痕或刻槽是冰川作用的一種良好證據(jù),其方向可以用來指示冰川行進(jìn)的方向。
(3)冰楔作用: 在巖石裂縫內(nèi)所含的冰融水,經(jīng)反復(fù)凍融作用,體積時(shí)漲時(shí)縮,而造成巖層破碎,成為碎塊,或從兩側(cè)山坡墜落到冰川中向前移動(dòng)。
(4)其他: 當(dāng)融冰之水進(jìn)入河流,其常夾有大體積之冰塊,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大撞擊力破壞下游的兩岸巖石。
冰川侵蝕力的強(qiáng)弱受到下列因素的影響:
(1)冰層的厚度和重量。重厚者侵蝕力強(qiáng)。
(2)冰層移動(dòng)的速度。速度大者侵蝕力強(qiáng)。
(3)攜帶石塊的數(shù)量。攜帶數(shù)量越多越重者,侵蝕力越強(qiáng)。
(4)地面巖石之粗糙或光滑。粗糙地面較易受冰川之侵蝕。
(5)底巖的性質(zhì),底巖松軟者較易受侵蝕。
(6)巖層之傾斜方向與冰川移動(dòng)方向一致者,易遭侵蝕。
因侵蝕作用而造成的冰蝕地貌有:
(1)冰斗 為山谷冰川重要冰蝕地貌之一,形成于雪線附近,在平緩的山地或低洼處積雪最多,由于積雪的反復(fù)凍融,造成巖石的崩解,在重力和融雪水的共同作用下,將巖石侵蝕成半碗狀或馬蹄形的洼地,典型的冰斗于是形成。冰斗的三面是陡峭巖壁,向下坡有一口,若冰川消退后,洼地水成湖,即冰斗湖。
(2)刃脊、角峰、冰啞: 若冰斗因?yàn)橥谖g和凍裂的侵蝕作用而不斷的擴(kuò)大,冰斗壁后退,相鄰冰斗間的山脊逐漸被削薄而形成刀刃狀,稱為刃脊。而幾個(gè)冰斗所交匯的山峰,形狀很尖,則稱為角峰。在刃脊之間的低下鞍部處,則為冰啞。
(3)削斷山嘴、U型谷、石洼地: 當(dāng)山谷冰川自高地向低處移動(dòng),山嘴被削平成三角形,稱為削斷山嘴。又因?yàn)楸ü鹊臋M剖面形狀如U字形,故稱U型谷。U型谷兩側(cè)有明顯的谷肩,谷肩以下的谷壁較平直,底部寬而平,若是在冰川谷的底部,因冰川的挖蝕,而造成向下低凹的水坑,石地。
(4)峽灣: 在高緯度地區(qū),冰川常能伸入海洋,在岸邊侵蝕成一些很深的U型谷,當(dāng)冰退以后,海水可以沿谷進(jìn)入很遠(yuǎn),原來的冰谷便成峽灣。
(5)懸谷: 懸谷的形成是來自于冰川侵蝕力的差異,主冰川因冰層厚、下蝕力強(qiáng),故U型谷較深;而支冰川因?yàn)楸鶎颖 ⑾挛g力弱,故U型谷較淺。因?yàn)樵谥Пê椭鞅ǖ慕粎R之處,常有冰川底高低的懸殊,當(dāng)支冰川的冰進(jìn)入主冰川時(shí)必為懸掛下墜成瀑布狀,稱之為懸谷。
(6)羊背石: 為冰川基床上的一種侵蝕地形,是由基巖組成的小丘,常成群分布,遠(yuǎn)望如匍匐的羊群,故稱為羊背石。其平面為橢園型,長(zhǎng)軸方向與冰流動(dòng)方向一致,向冰川上游方向的一坡由于冰川的磨蝕作用,坡面較平,坡度較緩,并有許多擦痕;而在另一側(cè),受冰川的挖蝕作用,坡面坎坷不平,坡度也較陡。羊背石的形成,是由于巖層是軟硬相間的排列,當(dāng)侵蝕、風(fēng)化的作用查行時(shí),軟的巖層會(huì)被侵蝕的較多較深;而硬的巖石抵抗侵蝕、風(fēng)化的能力較強(qiáng),所以在侵蝕、風(fēng)化后,硬的巖層會(huì)較軟的巖層高,形隆起的橢園地形,一面受磨蝕、一面受挖蝕。
(7)冰川磨光面、冰川擦痕: 在羊背石上或U型谷谷壁及在大漂礫上,常因冰川的作用而形成磨光面,當(dāng)冰川搬運(yùn)物是砂和粉砂時(shí),在較致密的巖石上,磨光面更為發(fā)達(dá);若冰川搬運(yùn)物為礫石,則在谷壁上刻蝕成條痕或刻槽,稱之為冰川擦痕,擦痕的一端粗,另一端細(xì),粗的一端指向上游。
搬運(yùn)作用(glacial transportation)
由于冰川的侵運(yùn)作用所產(chǎn)生的大量松散巖屑和從山坡崩落得碎屑,會(huì)進(jìn)入冰川系統(tǒng),隨冰川一起運(yùn)動(dòng),這些被搬運(yùn)的巖屑稱為冰磧物,依據(jù)其在冰川內(nèi)的不同位置,可分為不同的搬運(yùn)類型:
(1)表磧:出露在冰川表面的冰磧物。
(2)內(nèi)磧:夾在冰川內(nèi)的冰磧物
(3)底磧:堆積在冰川谷底的冰磧物。
(4)側(cè)磧:在冰川兩側(cè)堆積的冰磧物。
(5)中磧:兩條冰川匯合后,其相鄰的側(cè)磧即合而為一,位于會(huì)合后冰川的中間稱為中磧。
(6)終磧(尾磧):隨冰川前進(jìn),而在冰川末端圍繞的冰磧物,稱為終磧。
(7)后退磧:由於冰川在后退的過程中,會(huì)發(fā)生局部的短暫停留,而每一次的停留就會(huì)造成一個(gè)后退磧。
(8)漂石:冰川的搬運(yùn)作用,不僅能將冰磧物搬到很遠(yuǎn)的地方,也能將巨大的巖石搬到很高的部分,這些被搬運(yùn)的巨大巖塊即稱為漂石,其巖性和該地附近基巖完全不同。 冰川的搬運(yùn)能力很強(qiáng),但相對(duì)地,冰川的淘選能力很差。
堆積作用(glacial deposition)
冰川攜帶的砂石,常沿途拋出,故在冰川消融以后,不同形式搬運(yùn)的物質(zhì),堆積下來便形成相應(yīng)的各種冰磧物。所謂冰磧物,是指由冰川直接造成的不成層冰積物。而冰積物,就是指直接由冰川沈積的物質(zhì),或由于冰水作用的沈積物,及因?yàn)楸ㄗ饔枚蚍e在河流湖泊海洋中的物質(zhì)。 冰積物可分為不成層的冰積物和成層的冰積物兩者:
(1)不成層的冰積物: 此種冰積物是由冰川后退時(shí)所遺留的石礫所造成,因?yàn)楸诨z留於地面的堆積物大小不一,石塊為少帶有稜角、表面為被磨光或帶有擦痕,堆積后為不現(xiàn)層理,此種雜亂無層理的冰積物,常稱為冰礫土而由冰磧物所形成的冰磧地形有:
a.)冰磧丘陵<基磧丘陵>: 冰川消融后,原有的表磧內(nèi)磧中磧都沈到冰川谷底,和底磧合稱為基磧,這些冰磧物受到冰川谷底地形的影響,堆積成坡狀起伏的丘陵,稱為冰磧丘陵。大陸冰川區(qū)的冰磧丘陵規(guī)模較大,而山谷冰川所形成的冰磧丘陵,規(guī)模要小的多。
b.)側(cè)磧堤: 是由側(cè)磧和表磧?cè)诒ê笸颂幑餐逊e而成的,位于冰川谷兩側(cè),成堤狀向冰川上游可一直延伸至雪線附近,而向下游常可和終磧堤相連。
c.)終磧堤: 終磧堤所反應(yīng)出的是冰川后退時(shí)的暫時(shí)停頓階段,若冰川的補(bǔ)給和消融處于平衡狀態(tài),則冰川的末端可略作停留于某一位置,這時(shí)由冰川搬運(yùn)來的物質(zhì),將可在冰川尾端堆積成弧狀的堤,稱為終磧堤。大陸冰川的終磧堤高度較小,長(zhǎng)度可達(dá)幾百公里,弧形曲率較小;反之,山谷冰川的終磧堤高度可達(dá)數(shù)百米,長(zhǎng)度較小,弧形曲率較大。
d.)鼓丘: 鼓丘是由冰積物所組成的一種丘陵,約成橢園形,長(zhǎng)軸與水流方向一致,迎冰面是陡坡,背冰面是一緩坡,其縱剖面為不對(duì)稱的上凸形。一般認(rèn)為鼓丘是由于冰川的搬運(yùn)能力減弱,底磧遇到阻礙所堆積而成的。其主要分布在大陸冰川終磧堤以內(nèi)的幾公里到幾十公里,常成群出現(xiàn),造成鼓丘田;山谷冰川的鼓丘數(shù)量較少。
(2)成層的冰積物: 此為冰川與融冰之水共同沈積的結(jié)果,冰川所攜帶的物質(zhì)受到融化后的冰水沖刷及淘洗,會(huì)依照顆粒的大小,堆積成層,形成冰水堆積物,而在冰川邊緣由冰水堆積物所組成的各種地貌,稱為冰水堆積地貌。有下列幾種類型:
a.冰水沈積、冰水扇 、外沖平原: 在冰川末端的冰融水所攜帶的大量砂礫,堆積在冰川前面的山谷或平原中,就形成冰水沈積;若是在大陸冰川的末端,這類的沈積物可綿延數(shù)公里,在終磧堤的外圍堆積成扇形地,就叫冰水扇;數(shù)個(gè)冰水扇相連,就形成廣大的冰水沖積平原,又名外沖平原。在這些地形上,沈積物呈緩坡傾向下游,顆粒度亦向下游變小。
b.冰水湖、季候泥: 冰水湖是由冰融水形成的,因?yàn)楸ê笸藭r(shí),前面的冰積物會(huì)阻塞冰川的通路,常可以積水成湖。冰水湖有明顯的季節(jié)變化,夏季的冰融水較多,大量物質(zhì)進(jìn)入湖泊,一些較粗的顆粒就快速沈積,而細(xì)的顆粒還懸浮在水中,顏色較淡;而冬季的冰融水減少,一些長(zhǎng)期懸浮的細(xì)顆粒黏土才開始沈積,顏色較深。這樣一來,在湖泊中就造成了一粗一細(xì)很容易辨認(rèn)的兩層沈積物,叫做季候泥。
c.冰礫埠: 冰礫埠為有層理并經(jīng)分選的細(xì)粉砂所組成的,形狀為園形或不規(guī)則的小丘。冰礫埠上部通常有一層冰磧層,冰礫埠是由于冰面上的小湖小河或停滯冰川的穴隙中的沈積物,在冰川消融后沈落到底床堆積而成,其與鼓丘不同之處,在于冰埠的形狀很不規(guī)則,且為成層狀。在大陸冰川和山谷冰川都有發(fā)育冰礫埠。
d.冰礫埠階地: 在冰川兩側(cè),由于巖壁和側(cè)磧吸熱較多,且冰川兩側(cè)的冰面要比中間來的低,所以冰融水就匯集在這,形成冰側(cè)河流,并帶來冰水物質(zhì),等到冰水消后,這些物質(zhì)就堆積在冰川谷兩側(cè),形成冰礫埠階地,它只發(fā)育在山谷冰川中。
e.鍋穴<冰穴>: 冰水平原上常有一種園形洼地,稱為鍋穴。其形成是由于冰川耗損時(shí),有些殘冰被孤立而埋入冰水沈積物中,等到冰融化后引起塌陷,而造成鍋穴。
f.蛇形丘: 蛇形丘是一種狹長(zhǎng)曲折的地形,呈蛇形灣曲,兩壁陡直,丘頂狹窄,其延伸的方向大致與冰川的流向一致,主要分布在大陸冰川區(qū)。
蛇形丘的成因主要為:
1.在冰川消融時(shí),冰融水沿冰川裂隙滲入冰川下,在冰川底部流動(dòng),形成冰下隧道,待冰完全融解后,隧道中的砂礫就沈積而形成蛇形丘。
2.在夏季,冰融水增多,冰積物在冰川末端形成冰水三角洲,等到下一個(gè)夏季,冰川再次后退,再形成一個(gè)冰水三角洲,如此反復(fù)不斷,一個(gè)個(gè)冰水三角洲連起來,便形成串珠狀的蛇形丘了。[3]
冰川 - 現(xiàn)狀

冰川的消退
全球范圍
由于全球氣候逐漸變暖,世界各地冰川的面積和體積都有明顯的減少,有些甚至消失。這種現(xiàn)象在低和中緯度的地方尤其顯著。非洲肯尼亞山冰川失去了92%,而西班牙在1980年時(shí)有27條冰川,現(xiàn)在減少至13條。歐洲的阿爾卑斯山脈在過去一個(gè)世紀(jì)已失去了一半的冰川。2003年入夏以來,席卷歐洲各國的熱浪使當(dāng)?shù)氐臍鉁亟咏虺^了歷史最高記錄。在瑞士,3900米高的費(fèi)爾佩克斯雪山山頂?shù)臍鉁剡_(dá)到了5攝氏度,那里冰川的厚度下降到了近150年來的最低點(diǎn)。
美國和加拿大的科學(xué)家宣布,在加拿大努納武特區(qū)埃爾斯米爾島的北部海岸附近,3000歲高齡的北極冰架“老大”沃德·亨特不復(fù)存在。他們通過雷達(dá)勘察了解到,2000年,388.5平方公里大小的沃德·亨特出現(xiàn)一個(gè)小裂縫,2002年,這個(gè)裂縫擴(kuò)大為77米,旁邊又出現(xiàn)了一些新的裂縫,一塊6平方公里大小的浮冰已經(jīng)分離出去,飄在沃德·亨特附近,并預(yù)言沃德·亨特最終一分為二。
冰川萎縮的速度確實(shí)是相當(dāng)驚人的。在秘魯利馬地區(qū),近年來冰川正以每年30米的速度消融,而在1990年以前,消融速度每年只有3米。科學(xué)家預(yù)計(jì),到2050年,全球大約1/4以上冰川將消失。

天山
在天山,約有22%的冰川體積在過去四十年漸漸失去。天山是中國最大的冰川區(qū),共有冰川6890多條,總面積約9500多平方公里。新疆北部和南部的冰川目前都發(fā)現(xiàn)萎縮現(xiàn)象,冰川出現(xiàn)不同程度的后退。烏魯木齊河發(fā)源于天山的天格爾峰1號(hào)冰川,河水年徑流量為2.35億立方米,是烏魯木齊市的主要水源,1號(hào)冰川一直處于后退狀態(tài),從1962年開始的30年內(nèi),冰川退縮了140米。冰川局部地區(qū)的雪線正以年均2至6.5米的速度上升,有些地區(qū)的雪線年均上升竟達(dá)12.5至22.5米。
喜馬拉雅山
在喜馬拉雅山,一條最大的冰川從1935年以來已縮短了300多米。2000年以來,珠峰地區(qū)的東絨布冰川和中絨布冰川消融加劇,使冰川明顯退縮,20世紀(jì)60年代初,珠峰地區(qū)冰川尾部在海拔5400多米處。到20世紀(jì)80年代,由于珠峰地區(qū)對(duì)外開放,在該地區(qū)登山、探險(xiǎn)、旅游的人數(shù)迅速增加,當(dāng)?shù)厝罕娨寻殃笈Mǖ佬薜胶0?500米處。國際冰雪委員會(huì)最近一項(xiàng)研究表明,喜馬拉雅山的冰川正在加速消融著,喜馬拉雅山區(qū)有近50座冰川湖湖水水位迅速上升就是明證。科學(xué)家預(yù)計(jì),在未來35年間,喜馬拉雅山冰川面積將縮小1/5。
影響
(1)海平面上升
科學(xué)家認(rèn)為,在過去的一個(gè)世紀(jì)里,冰蓋和山地冰川的融化,是導(dǎo)致全球海平面上升10-25厘米的原因之一。如今,冰川融化導(dǎo)致海平面上升的數(shù)值正在不斷增加著。如果南極冰蓋發(fā)生崩解,會(huì)引起全球海平面上升近6米。如果南北極兩大冰蓋全部融化,其結(jié)果會(huì)使海平面上升近70米。
冰川消融引起海平面上升,將淹沒沿岸大片地區(qū),使得居住在這些地區(qū)占世界一半人口的居民不得安寧,所有的沿海地區(qū)都將變成汪洋大海,美國紐約只能剩下聯(lián)合國大廈和幾座摩天大樓的樓頂,法國巴黎也許只能看到埃菲爾鐵塔的塔頂,而荷蘭、英國等幾十個(gè)低洼國家將不復(fù)存在。
中國海岸線長(zhǎng)達(dá)6000多公里,沿海分布著的上百座大中城市,都是人口密集之地。大連、天津、青島、上海、杭州、廈門、廣州、香港、澳門和深圳等城市的海拔都在20米以內(nèi)。就是北京,以及南京、武漢這些看似和海洋雖有一定距離,但那海拔卻都在山岳冰川和極地冰蓋融化的"水漫"之列。更何況我國除大陸之外,更有海南,舟山、臺(tái)灣等大小島嶼5000多個(gè)呢。
(2)全球氣候改變明顯
冰川,特別是極地大范圍冰蓋能大量反射太陽光,從而有助于人類居住的地球保持溫度不至于升高。然而,當(dāng)冰川融化后暴露的陸地和水面就會(huì)吸收太陽熱量,從而導(dǎo)致冰體融化更多,由此連鎖反應(yīng)勢(shì)必加速地面增溫過程,有助于氣候變暖。而北極地區(qū)冰體過度融化后較冷冰水卻會(huì)對(duì)歐洲部分地區(qū)和美國東部地區(qū)產(chǎn)生冷卻效應(yīng),冰水流入北大西洋,又可能會(huì)使那里的大洋環(huán)流模式遭到破壞,反過來又影響著全球氣候變化。 造成冬季嚴(yán)寒,暴風(fēng)雪成災(zāi),夏季高溫不退,暴雨、颶風(fēng)、洪水泛濫。極端天氣的發(fā)生頻率越來越高。
冰川消融更會(huì)給局部地區(qū)帶來災(zāi)害。如喜馬拉雅山冰川如此融化,在5到10年內(nèi),會(huì)使尼泊爾、不丹境內(nèi)近50個(gè)冰川湖決堤而引發(fā)洪水泛濫;夏季冰川快速消融也會(huì)引發(fā)印度境內(nèi)印度河、恒河水位上漲而造成洪災(zāi)。相反,隨著冰川的退縮,大部分以冰川融水為水源的地區(qū)將會(huì)嚴(yán)重缺水,如秘魯、印度北部就因冰川的加速消融而面臨著缺水危機(jī)。
(3)生態(tài)環(huán)境遭到破壞
冰川消融使一些動(dòng)植物的生活環(huán)境被破壞,也給人類生存環(huán)境造成威脅。有報(bào)道說,與冰蓋變化有關(guān)的北極熊難以尋食而體重下降;南極的企鵝和海豹也因海冰減少和氣溫上升而改變了生活習(xí)性和繁殖方式;幾百年至幾萬年前埋藏于冰蓋中的微生物因冰川消融而暴露出來,它的擴(kuò)散會(huì)對(duì)人類健康產(chǎn)生一定的影響。
例如《解凍》里所說的遠(yuǎn)古寄生蟲,就是冰川消融而暴露出來的。


德納利國家公園西北角遠(yuǎn)眺 攝影/jason130



冰洞、冰蘑菇、冰塔林


米堆冰川 攝影/老克勤

