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冰川
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冰川(英文名:Glacier),又被稱(chēng)為冰河,是指極地或高山地區(qū)地表上多年存在并具有沿地面運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的天然冰體。冰川多年積雪,經(jīng)過(guò)壓實(shí)、重新結(jié)晶、再凍結(jié)等成冰作用而形成的。它具有一定的形態(tài)和層次,并有可塑性,在重力和壓力下,產(chǎn)生塑性流動(dòng)和塊狀滑動(dòng),是地表重要的淡水資源。國(guó)際冰川編目規(guī)定:凡是面積超過(guò)0.1平方千米的多年性雪堆和冰體都應(yīng)編入冰川目錄。

冰川主要分布在地球的兩極和中、低緯度的高山區(qū),全球冰川面積1600多萬(wàn)平方千米,約占地球陸地總面積的11%,極不均衡地分布在世界各大洲中。其中,96.6%的冰川位于南極洲和格陵蘭。而其他地區(qū)的冰川只能發(fā)育在高山上,冰川面積居世界前三位的國(guó)家依次是加拿大、美國(guó)和中國(guó)。按照冰川的形態(tài)和規(guī)模,世界上的冰川分為冰蓋和山岳冰川;根據(jù)冰川熱力特征,將冰川分為暖型冰川、冷型冰川和過(guò)渡型冰川;根據(jù)冰川溫度分布形成5個(gè)基本的類(lèi)型:干極地型、濕極地型、冷濕型、海洋型、大陸型;依據(jù)冰川物理分類(lèi),將冰川分為極地冰川、溫帶冰川和亞溫帶冰川。

冰川是地球水圈的重要組成部分,在世界淡水資源總量中,這個(gè)“固體水庫(kù)”約占4/5,是重要的淡水資源,地球上許多河流的徑流,長(zhǎng)期以來(lái)就是由冰川融水提供的。同時(shí),冰川亦是儲(chǔ)存地球氣候與環(huán)境變化信息的“寶庫(kù)”,通過(guò)分析冰芯中各種成分的變化,可以了解過(guò)去的氣候和環(huán)境變化情況并預(yù)測(cè)未來(lái)的氣候和環(huán)境變化等。2025年3月21日,世界氣象組織等聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)表示,全球各地冰川正以前所未有的速度融化。僅在2024年,全球冰川就損失了4500億噸。按照目前的融化速度,冰川可能在本世紀(jì)內(nèi)消失。

命名

冰川這個(gè)詞是法語(yǔ)的借詞,通過(guò)法蘭克-普羅旺斯語(yǔ)可以追溯到庸俗的拉丁語(yǔ),源自晚期拉丁語(yǔ)“Glacia”,最終是拉丁語(yǔ)“Glacier”,意思是“冰”。 由冰川引起或與冰川相關(guān)的過(guò)程和特征被稱(chēng)為冰川。

形成

冰川的形成和發(fā)育與氣候因素有密切的關(guān)系。冰川的發(fā)育是在一系列外部因素與內(nèi)部因素作用下,經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間過(guò)程才形成的。從外部條件看,較低的氣溫和豐富的固體降水,在高緯度地區(qū)或一定的海拔高度和地形條件下才得以實(shí)現(xiàn)。從內(nèi)部因素看,由雪的變質(zhì),經(jīng)過(guò)粒雪化和成冰過(guò)程才能形成冰川冰。其中,固體降水的不斷積累是其必要條件。冰川冰最初形成時(shí)是乳白色的,經(jīng)過(guò)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,沿著山坡慢慢流下就形成了冰川。

發(fā)育條件

雪線(xiàn)

大氣固態(tài)降水的年收入等于年支出的界線(xiàn),稱(chēng)為雪線(xiàn),又叫固態(tài)降水的零平衡線(xiàn)。雪線(xiàn)不是一條線(xiàn),而是一個(gè)高度帶,雪線(xiàn)以上終年積雪而不被融化掉,雪線(xiàn)以下則沒(méi)有永久積雪。在冰川學(xué)中,還常常使用粒雪線(xiàn)的概念,粒雪線(xiàn)是指冰川上有積雪覆蓋與無(wú)積雪覆蓋的分界線(xiàn),也就是冰川上的雪線(xiàn)。在暖滲浸成冰作用的冰川(海洋型冰川)上,粒雪線(xiàn)和雪線(xiàn)基本一致,而在冷滲浸或滲浸凍結(jié)成冰作用的冰川(大陸型冰川)上,由于有附加冰的存在,粒雪線(xiàn)位置則高于雪線(xiàn)。在現(xiàn)代冰川學(xué)文獻(xiàn)中,常用平衡線(xiàn)代替粒雪線(xiàn)和雪線(xiàn),指的是冰川上積累量與消融量相等處的諸點(diǎn)連線(xiàn),通常和粒雪線(xiàn)高度一致,但是在有附加冰的冰川上,卻低于粒雪線(xiàn)。

氣溫

從氣候?qū)W的角度看,形成冰川的有利條件是全年低溫和大量的固態(tài)降水,特別是夏季的低溫,這樣才有可能使固態(tài)降水不僅不被消融掉,而且每年不斷積累。那么,雪線(xiàn)(平衡線(xiàn))則是關(guān)鍵,而影響雪線(xiàn)高低的就是氣溫條件,氣溫高,雪線(xiàn)升高,氣溫低,雪線(xiàn)也相應(yīng)降低。雪線(xiàn)附近的年平均氣溫越低,則為冰川發(fā)育所提供的冷儲(chǔ)備就越充足,這種氣溫條件為冰川形成提供了很好的低溫條件。海洋性氣候條件下的冰川,雪線(xiàn)附近年平均氣溫要高得多,這種氣溫狀況只有當(dāng)具備非常充足的固體降水量時(shí)才有利于冰川的形成。

降水

冰川的形成不僅取決于雪線(xiàn)附近的氣溫狀況,而且還與那里的固體降水量有重要關(guān)系,在某些山區(qū)甚至也具有決定性作用。高山區(qū)的降水量一般隨山地海拔升高而增加,并且固態(tài)降水的比例也相應(yīng)增多。因此,雪線(xiàn)以上的粒雪盆中,固態(tài)降水為冰川發(fā)育提供了重要的物質(zhì)條件,且有利的降水條件對(duì)冰川發(fā)育的規(guī)模有積極意義。

地形與地勢(shì)

地形條件是冰川發(fā)育的另一因素,但不是決定的因素。地球的兩極地區(qū)即使在接近海平面的陸地上,由于長(zhǎng)年低溫和有限的固態(tài)降水的積累,也可以形成冰川。但是在大多數(shù)地方,特別是對(duì)山岳冰川,地形和地勢(shì)仍是影響冰川形態(tài)、規(guī)模和性質(zhì)的重要條件。如果山地海拔低于雪線(xiàn)以下,即使有寬闊的場(chǎng)地也不能發(fā)育冰川。如果山地的海拔高出雪線(xiàn)以上,但山勢(shì)或山峰陡峻,沒(méi)有停積冰雪的場(chǎng)所也不可能發(fā)育成冰川。如果山地高出雪線(xiàn)以上,并有寬闊的足以停積冰雪的場(chǎng)地,則可發(fā)育成冰川。

山脈和谷地的走向與大氣環(huán)流的流動(dòng)方向是否一致,對(duì)冰川發(fā)育也有影響。三者走向一致,則有利于冰川發(fā)育,水汽輸送有利于山脈內(nèi)部的冰川發(fā)展,并有可能成為冰川作用中心。如果它們互相垂直,在山脈外緣的迎風(fēng)坡向上容易造成氣流阻塞和驟然抬升,外緣山地的冰川可以得到充分發(fā)展,但卻影響山脈內(nèi)部的冰川發(fā)育。另外,山脈的坡向也會(huì)影響冰川發(fā)育,一般說(shuō)來(lái),陰坡有利于冰川的生存,而陽(yáng)坡因接受太陽(yáng)的輻射較多,且有消融作用,因而冰川規(guī)模小,甚至不能形成冰川。

形成過(guò)程

雪的變質(zhì)

等溫變質(zhì)作用

降落到地面的新雪,孔隙很多,其中的空氣為水汽所飽和。雪晶為了使其最大限度地達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),力圖使具有最小的表面能,而球體的表面能最小。所以,具有小曲率雪晶的水汽壓力,要比那些枝狀或棱角狀雪晶的水汽壓小,因而雪晶突出部分升華的水汽則向凹洼部分遷移并沉積。水汽遷移的結(jié)果,使各種幾何形狀的雪晶逐漸消失原來(lái)形態(tài),而成圓球狀雪粒,這就是雪的圓化作用。等溫變質(zhì)作用的特點(diǎn)是溫度低,雪層內(nèi)溫度梯度很小,整個(gè)過(guò)程沒(méi)有融水的參與。所以,又稱(chēng)冷型變質(zhì)作用。

溫度梯度變質(zhì)作用

雪變質(zhì)的另一種過(guò)程是由雪變成深霜。它的發(fā)育條件是雪層內(nèi)存在著溫度梯度。由于雪層具有隔熱的特點(diǎn),在寒冷的冬季,積雪下層溫度比上層高,雪層內(nèi)部形成溫度差,使雪層下部較大的飽和水汽壓使雪晶表面產(chǎn)生升華,水汽就向溫度較低的上部遷移,當(dāng)達(dá)到飽和時(shí),雪晶表面則產(chǎn)生凝華。這種升華——凝華過(guò)程,一方面使下部雪層晶粒松散,并伴有瞬時(shí)沉陷;另一方面,使雪層上部晶粒形成更高級(jí)的具有多棱角的大雪晶體——深霜。

消融—凍結(jié)變質(zhì)作用

與等溫變質(zhì)作用和溫度梯度變質(zhì)作用不同,消融—凍結(jié)變質(zhì)作用的主要特點(diǎn)是有融水的參與。暖季,雪層溫度接近0℃,白天吸收的熱量使雪晶融化,夜間則放出熱量,使雪層中的部分融水凍結(jié)。這種變化有時(shí)可以影響到整個(gè)雪層。融化—凍結(jié)過(guò)程在雪層內(nèi)反復(fù)進(jìn)行就產(chǎn)生消融一凍結(jié)變質(zhì)作用。由于這一過(guò)程的溫度相對(duì)較暖,故又稱(chēng)暖型變質(zhì)作用。

粒雪化作用

粒雪就是雪晶變質(zhì)成完全喪失其晶體特征的圓球狀雪粒。粒雪化作用就是雪晶變質(zhì)的圓化過(guò)程,該過(guò)程在雪的三種變質(zhì)作用中都可發(fā)生。新降落的積雪可以在幾天或1至2周內(nèi)即可發(fā)展成粒雪,稱(chēng)為細(xì)粒雪或新粒雪,但它在成冰作用中意義不大。而當(dāng)經(jīng)過(guò)一個(gè)消融季節(jié)后殘留下來(lái)的老粒雪,則可以參與冰川的物質(zhì)積累,在成冰作用中才有意義。粒雪化作用除減少了雪層的亮度和透光度外,提高了雪的密度,相應(yīng)的硬度也增強(qiáng)。這一過(guò)程在接近融點(diǎn)的溫度下進(jìn)行很快;在負(fù)低溫下進(jìn)行緩慢。

成冰作用

重結(jié)晶成冰作用

重結(jié)晶成冰作用又稱(chēng)為等溫變質(zhì)成冰作用,冷而干的粒雪依靠不斷增加的雪層重力而緩慢地漸漸壓實(shí)成冰。壓力的增大使晶粒之間產(chǎn)生位移和變形,同時(shí),也提高了晶粒的密度,當(dāng)密度達(dá)到0.5至0.6克/立方厘米時(shí),晶粒之間已靠得很緊,甚至很難作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)密度進(jìn)一步提高到0.8克/立方厘米左右時(shí),粒雪(層)則逐漸變?yōu)橹亟Y(jié)晶冰(層)。這種成冰過(guò)程需要經(jīng)過(guò)較緩慢的進(jìn)程才能實(shí)現(xiàn),特別是固體降水積累量不多的地區(qū)。由于它是在較低的等溫條件下進(jìn)行的,又缺少融水的參與,所以,這種粒雪(層)常被稱(chēng)為冷粒雪(層),其過(guò)程屬于“冷型”或“干燥型”成冰作用。

滲浸一凍結(jié)成冰作用

滲浸一凍結(jié)成冰作用又稱(chēng)為消融一凍結(jié)變質(zhì)成作用,主要靠粒雪層的消融和融水下滲再凍結(jié)成冰的。如果冷季粒雪層完全凍結(jié),而暖季時(shí)消融又很強(qiáng)烈,其成冰過(guò)程是通過(guò)融水下滲和凍結(jié)實(shí)現(xiàn)的,常形成附加冰和滲浸冰,密度可達(dá)0.88至089克/立方厘米,成冰進(jìn)程較快。如果冷季粒雪層只部分凍結(jié),而暖季消融微弱,粒雪層通過(guò)沉陷和再凍結(jié)作用成冰的,常形成滲浸——再結(jié)晶冰,冰的密度比前者稍小,一般達(dá)0.82至0.84克/立方厘米。

分布

冰川主要分布在地球的兩極和中、低緯度的高山區(qū),全球冰川面積1600多萬(wàn)平方千米,約占地球陸地總面積的11%,極不均衡地分布在世界各大洲中。其中,96.6%的冰川是冰蓋,位于南極洲和格陵蘭。而其他地區(qū)冰川只能發(fā)育在高山上,稱(chēng)為山岳冰川。山岳冰川面積居世界前三位的國(guó)家依次是加拿大、美國(guó)和中國(guó)。而在中低緯度帶(包括赤道帶、熱帶溫帶,大體位于北緯60°至南緯60°之間),66%的冰川分布在亞洲,中國(guó)獨(dú)占30%,是世界上中低緯度帶冰川數(shù)量最多、規(guī)模最大的國(guó)家。歐洲冰川的總面積約8600平方千米,主要分布在斯堪的納維亞半島阿爾卑斯山脈。非洲是全球冰川最少的大陸,冰川面積只有23平方千米。北美洲冰川面積共有6.7萬(wàn)平方千米,主要分布在阿拉斯加州和加拿大地區(qū)。南美洲冰川面積約為2.5萬(wàn)平方千米。大洋洲冰川面積約1000平方千米,主要分布在新西蘭

分類(lèi)

冰川的分類(lèi)有按形態(tài)分類(lèi)的,還有按冰川的物理性質(zhì)分類(lèi)的。最早的分類(lèi)是根據(jù)冰川的形態(tài)劃分的,至今仍被一些學(xué)者所采用。從冰川學(xué)的角度進(jìn)行分類(lèi)的是物理分類(lèi)方法,它是根據(jù)冰川的物理性質(zhì)來(lái)劃分的,是一種較為科學(xué)的分類(lèi)法,但是,它必須要有足夠的實(shí)際觀測(cè)資料才能進(jìn)行。

冰川的形態(tài)分類(lèi)

按照冰川的形態(tài)和規(guī)模,世界上的冰川分為2類(lèi),一類(lèi)是大陸冰川,一類(lèi)是山岳冰川。

大陸冰川

大陸冰川是不受地形約束而發(fā)育的冰川。其中,最大的冰川,比如覆蓋著南、北兩極大陸的成百萬(wàn)、上千萬(wàn)平方千米的冰川被稱(chēng)作“冰蓋”;規(guī)模次于冰蓋,成百、上千平方千米的冰川被稱(chēng)作“冰原”。大陸冰川主要分布在格陵蘭島和南極大陸上。這兩個(gè)地方冰川的面積占全球冰川總面積的97%,是冰川的最主要部分。大陸冰川不但面積大,而且冰層很厚,好像在地面上蓋了一層厚厚的被子一樣,因此也有人把大陸冰川稱(chēng)為“冰被”。大陸冰川的表面,中間高四周低,呈盾形分布,由于其很厚,所以在流動(dòng)時(shí)不受地形的影響。

山岳冰川

山岳冰川是完全受地形約束而發(fā)育的冰川。這些冰川在第四紀(jì)冰川最盛的冰河時(shí)代,盡管冰川規(guī)模大大擴(kuò)展,但仍然沒(méi)有發(fā)展成大陸冰蓋。主要分布在地球的中緯和低緯山地,中國(guó)西部高山高原地區(qū)的冰川如喜馬拉雅山、天山山脈等均有廣泛分布。歐洲阿爾卑斯山的冰川也均屬此類(lèi),其中,亞洲山區(qū)最發(fā)達(dá),中國(guó)的冰川都屬于山岳冰川。山岳冰川的形態(tài)受到山地地形條件的限制,因而各種類(lèi)型的山地,孕育出許多類(lèi)別的山岳冰川。山岳冰川大致又分為以下的類(lèi)型。

懸冰川

懸冰川在峰巒重疊、角峰崢嶸的高山區(qū),宛如盾牌似的,懸掛在陡坡上的冰體。懸冰川往往成群地分布在山坡的一定高度上,或者像馬蹄狀似地分布在大山谷頂部冰斗的各個(gè)坡上。因?yàn)樗鼈円蕾N在陡坡上,因而時(shí)常因下端崩落而發(fā)生冰崩。這是山岳冰川中數(shù)量最多,但規(guī)模最小的一種冰川,面積很少超過(guò)1平方千米的,厚度一般亦較薄,大多在一二十米,這種小型冰川對(duì)氣候變化反應(yīng)敏感,容易消退或擴(kuò)展。

冰斗冰川

冰斗冰川分布在河谷源頭或上游谷地兩側(cè),呈圍椅狀的凹洼處,即所謂冰斗中,冰斗底部平坦,而壁陡峻,短促的冰舌限于冰斗口內(nèi)或懸掛在斗口上。現(xiàn)代冰斗冰川多數(shù)是承襲古代冰川所塑造的冰斗地形上發(fā)育起來(lái)的,所以,現(xiàn)代雪線(xiàn)位置不在冰斗口處,而退卻到后壁山坡下。當(dāng)冰斗中的冰川尚未形成顯著的冰舌時(shí),這種冰川叫做冰斗冰川。冰斗冰川可以分為谷坡冰斗冰川和谷源冰斗冰川2種類(lèi)型。坡冰斗冰川分布在谷地兩側(cè)的山坡盆地中;谷源冰斗冰川位置在主谷的源頭,多在高峰腳下,往往一個(gè)主峰,被3個(gè)以上的谷源冰斗冰川包圍著,平面圖上作花瓣?duì)睢?/p>

山谷冰川

山谷冰川是山岳冰川中發(fā)育最成熟的類(lèi)型,擁有山岳冰川的全部特征和功能,具明顯而完整的粒雪盆和伸入谷地中的長(zhǎng)大冰舌,冰川長(zhǎng)度由幾千米至數(shù)十千米。由于高山地形的不同,山谷冰川的形態(tài)多樣,可劃分出若干亞類(lèi),主要有單式山谷冰川、復(fù)式山谷冰川、樹(shù)枝狀山谷冰川和網(wǎng)狀山谷冰川等。

平頂冰川

在某些高山頂部為相當(dāng)平坦的山頂,這些山頂面多數(shù)是第三紀(jì)以來(lái)形成的古夷平面的殘存部分,當(dāng)它們抬升到雪線(xiàn)以上高度后,冰雪不斷積累而發(fā)育成平頂冰川。平頂冰川形似薄餅,表面潔凈而沒(méi)有巖屑覆蓋,夷平面多數(shù)向一個(gè)方向緩緩傾斜,這種冰川可能伸出若干短小的冰舌。平頂冰川在西昆侖山唐古拉山脈都分布較多,祁連山脈、天山東段和喜馬拉雅山北坡也有發(fā)現(xiàn)。

高山冰帽

某些高山頂部形突起,在這種地形上發(fā)育的冰川覆蓋整個(gè)山頂,就稱(chēng)高山冰帽或山地冰帽。新疆西部的慕仕塔格山就是典型的高山冰帽,另外,在羌塘高原上也有不少這種冰帽,它們?cè)谝?guī)模上比平頂冰川大得多,從數(shù)十平方千米到一、二百平方千米。

再生冰川

山坡陡崖上部的冰雪雖然在雪線(xiàn)高度以上,但多無(wú)法停積而崩落到坡腳堆積,上部的補(bǔ)給區(qū)與下部冰川是分隔開(kāi)的,這種由雪崩、冰崩補(bǔ)給的冰川稱(chēng)為再生冰川,也稱(chēng)雪崩冰川。冰川規(guī)模不大,其未端可降到相當(dāng)?shù)偷奈恢茫鶅?nèi)富含巖屑。這類(lèi)冰川首先發(fā)現(xiàn)在西藏自治區(qū)東南部降雪豐富的高山深區(qū),波密縣古鄉(xiāng)泥石流的上源就是一群再生冰川。

山麓冰川

由若干條寬尾山谷冰川的寬大冰舌末端相互連接在山口之外,并在山麓大片分布的叫山麓冰川。現(xiàn)代山麓冰川只存在于高緯或極地地區(qū),如阿拉斯加州冰島等。

多年雪堆或雛冰川

在山地地區(qū)的雪線(xiàn)附近或雪線(xiàn)以下的陰蔽處,有時(shí)可以見(jiàn)到一些多年性雪堆,厚數(shù)米至數(shù)十米,長(zhǎng)數(shù)十米至數(shù)百米,其積雪已轉(zhuǎn)化為粒雪或粒雪冰,但不具冰川運(yùn)動(dòng)的特征,稱(chēng)為多年雪堆或稱(chēng)為雛冰川。

冰川的物理分類(lèi)

冰川的物理分類(lèi)方法有多種,主要的還是根據(jù)冰川的冰溫狀況或熱力特征因素,其中也包括引起冰溫狀況差異的自然地理因素。

按冰川熱力特征分類(lèi)

根據(jù)冰川活動(dòng)層(冰川表面以下15到20米深)以下的恒溫層所有的熱力特征,將冰川分為暖型冰川、冷型冰川和過(guò)渡型冰川3類(lèi)。

暖型冰川

冰川上部的活動(dòng)層受氣溫變化而升高或降低,而下部的恒溫層則不受氣溫變化的影響,使冰川至底部的溫度具有壓力融點(diǎn)的等溫狀態(tài)(0℃附近),為暖型冰川。如溫帶海洋性氣候下發(fā)育的冰川均屬此類(lèi)。

冷型冰川

極地溫帶某些山岳冰川中,不僅冰川活動(dòng)層的溫度很低,恒溫層內(nèi)溫度也明顯低于冰融點(diǎn)溫度,這類(lèi)冰川叫冷型冰川。此類(lèi)冰川主要分布在極地地區(qū)和溫帶大陸性氣候下的中、低緯山地。

過(guò)渡型冰川

冰川表層為低溫,而底部為相應(yīng)的壓力融點(diǎn)溫度。

按冰川溫度分類(lèi)

根據(jù)自然地理的氣候因素(影響冰川溫度的因素)的配置,形成5個(gè)基本的冰川溫度分布類(lèi)型:干極地型冰川、濕極地型冰川、冷濕型冰川、海洋型冰川、大陸型冰川。

干極地型冰川

整個(gè)冰層溫度低于0℃,并低于當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁兀罡邷囟热魏螘r(shí)候都在0℃以下,恒溫層處于更低的負(fù)溫。如南極冰川和格陵蘭冰川就屬于此類(lèi)型冰川。

濕極地型冰川

冰川層(深度不超過(guò)1米)有時(shí)可增溫至0℃,并形成少量融水,但它不致于影響整個(gè)冰體的溫度狀況,融水會(huì)很快又在原來(lái)的表層凍結(jié)。其他性質(zhì)與干極地型相似。此類(lèi)冰川常見(jiàn)于干極地型冰川的邊緣。

冷濕型冰川

冰川層(融水能滲造的深度)在暖季時(shí)的溫度為0℃,冷季時(shí)為負(fù)溫;中層(融水滲入的最大深度至活動(dòng)層底部)溫度全年為負(fù)溫,下部全年為負(fù)溫。如北極島嶼冰川上部、冰島及巴塔哥尼亞的冰川都屬此類(lèi)。

海洋型冰川

氣候溫暖,冬季活動(dòng)層溫度較低,而恒溫層處于壓力融點(diǎn)。如阿爾卑斯山脈阿拉斯加州、斯堪的那維亞和新西蘭等地的冰川均屬此類(lèi)。

大陸型冰川

冷季寒冷,暖季涼爽,降水少而太陽(yáng)輻射強(qiáng),年平均氣溫為負(fù)值,整個(gè)冰川全年亦為負(fù)溫。如中國(guó)的天山帕米爾高原昆侖山脈祁連山脈加拿大群島的大部分冰川均屬此類(lèi)。

按地球物理分類(lèi)

根據(jù)冰川上部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和冰川溫度狀況所做的冰川物理分類(lèi),將冰川分為極地冰川、溫帶冰川和亞溫帶冰川。

極地冰川

極地冰川上部為很厚的粒雪層,并緩慢地進(jìn)行重結(jié)晶作用,整個(gè)冰體的負(fù)溫可分布至很深的部位,最大負(fù)溫可達(dá)-10℃至-70℃。極地冰川又分出高極地冰川和亞極地冰川兩個(gè)亞類(lèi)。其中高極地冰川的粒雪層厚度可達(dá)200米,既使暖季也不融化,更無(wú)融水產(chǎn)生。亞極地冰川粒雪層10至20m,暖季可產(chǎn)生融化,整個(gè)冰層的負(fù)溫可分布至很深部位,最大負(fù)溫達(dá)-2℃至-12℃。

溫帶冰川

溫帶冰川粒雪層較薄,冰川冰是由大量融水滲浸凍結(jié)形成,冰層溫度處于壓力融點(diǎn),只是在冷季表層數(shù)米的冰層才為負(fù)溫。

亞溫帶冰川

亞溫帶冰川下部為壓力融點(diǎn)溫度,中、上部溫度為不太低的間斷性負(fù)溫,分別介于-1℃至-3℃及-1℃至2℃間。表層在冷季為負(fù)溫,暖季可達(dá)到0℃。

基本特征

冰川的積累

由各種相態(tài)的降水在冰川上的堆積,即冰雪物質(zhì)的收入部分叫冰川的積累。冰川的這種物質(zhì)補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣固態(tài)降水,其次是雪崩、吹雪和冰崩作用。運(yùn)動(dòng)著的雪使地表積雪的再分配對(duì)某些冰川補(bǔ)給有重要的意義。大氣固體降水包括雪、雹、霜、霧淞等,是冰川積累的主要來(lái)源。雪(冰)崩指崩落滑塌或滑坡到冰川上的冰雪。當(dāng)老雪上再降落并堆積了新雪,在增加雪重、雪變質(zhì)和雪融過(guò)程中而失重時(shí),常產(chǎn)生雪崩。冬季發(fā)生的雪崩多成粉狀,稱(chēng)干雪崩或冷雪崩。春夏季的雪崩與消融有關(guān),多成塊狀,稱(chēng)濕雪崩或暖雪崩。雪(冰)崩是某些冰川(如再生冰川)的重要補(bǔ)給方式。吹雪(指新雪)堆積后,在風(fēng)的吹揚(yáng)作用下進(jìn)行再堆積。

冰川的消融

由冰川上的雪、粒雪、冰川冰的融化和蒸發(fā)等所造成的冰川物質(zhì)的支出過(guò)程稱(chēng)為消融。即消融指的是冰川的冰雪物質(zhì)以各種方式脫離冰川的過(guò)程,如冰雪融水流出冰川之外等。如果冰川融水下滲到冰層內(nèi)而凍結(jié)則不能視為消融。所以,在冰川物質(zhì)平衡研究中,把積累、消融周期中冰川物質(zhì)的凈支出稱(chēng)為純消融,以區(qū)別改變了冰雪形態(tài)的消融過(guò)程。純消融只存在于消融區(qū)。消融過(guò)程按其作用的部位可分為冰下消融、冰內(nèi)消融及冰面消融三種。

冰下消融

冰下消融主要是指冰川底部的消融,其熱源為地?zé)帷⒈ǖ撞颗c基巖床之間的摩擦熱和滲入冰下的冰面融水等。冰川底部融水在冰川末端的基底形成冰下隧道(或稱(chēng)冰下運(yùn)河),有時(shí)很直,有時(shí)為樹(shù)枝狀溪網(wǎng)。其出口是冰舌末端的冰洞,直徑1至5米不等。

冰內(nèi)消融

冰內(nèi)消融主要是冰面融水沿冰川裂隙或斷裂面流入冰內(nèi)并融蝕冰層的過(guò)程。在冰川冰中常形成冰井、冰穴等空洞,最后融水沿這些空洞排出。

冰面消融

冰面消融是冰川消融最主要的方式,其熱源為太陽(yáng)輻射熱、湍流交換熱和凝結(jié)釋放的潛熱,其中主要是太陽(yáng)輻射熱。冰面消融的結(jié)果是形成許多特殊的消融形態(tài),由于差別消融,在某些大冰川上可以形成大范圍的冰塔林、冰丘、冰杯、冰蜂窩體和消融波等,由于融蝕可形成冰面河道、冰井和槽溝等,常使冰面支離破碎,難以通行。

冰川的物質(zhì)平衡

冰川上各種水體的積累(收入)與消融(支出)之間的關(guān)系叫冰川的物質(zhì)平衡,即某一時(shí)段內(nèi)冰川的積累量(正值)與消融量(負(fù)值)的和。所以,物質(zhì)平衡值有時(shí)是正值,有時(shí)為負(fù)值,這取決于觀測(cè)期間氣溫與降水狀況。

冰川的溫度

冰川溫度是冰川物理性質(zhì)的基本標(biāo)志之一,冰川溫度狀況影響著冰的變形,在冰川運(yùn)動(dòng)中,冰床的滑動(dòng)和冰川侵蝕都與冰的溫度有直接關(guān)系。在某些大冰川或冰蓋中,冰溫的變化在某一深度上還可以反映過(guò)去冰川表面溫度變化的若干狀況。

冷波

在寒冷而漫長(zhǎng)的冬季,氣溫比冰內(nèi)溫度要低,因此,低的溫度從冰川表面不斷地緩慢侵入冰川內(nèi),低溫在冰川中的傳遞過(guò)程稱(chēng)為冷波。冷波向冰川內(nèi)傳遞的深度是有限度的,取決于冬季(冷季)持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短和寒冷的程度。

暖波

隨著天氣轉(zhuǎn)暖,冬季的冷波逐漸減弱和消失,消失的最后階段是很迅速的,因?yàn)榕緹崃總魅氡鶅?nèi)不僅通過(guò)熱傳導(dǎo)方式,而且還伴有融水的傳導(dǎo),熱量的消耗一方面用于增溫,而且另一方面還用于冰的融化。在這雙重影響下,下滲的融水以每日3米的速度趕上冬季的冷波,將冷波消除,并使冰雪層上部增溫至零度附近,這就是暖波。

冰川運(yùn)動(dòng)

冰川運(yùn)動(dòng)把積累區(qū)的冰雪輸送到消融區(qū),而消融區(qū)的冰雪消耗通過(guò)冰川運(yùn)動(dòng)又獲得物質(zhì)補(bǔ)給,使冰川保持著生命力。冰川運(yùn)動(dòng)改變了冰川冰溫度的分布狀況、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,侵蝕著冰下巖床,塑造了槽谷形態(tài)。

冰川運(yùn)動(dòng)的原因

冰川冰是水的固體形態(tài),但它不是鋼體,也不是完全的塑性體。而是一種粘塑性體。冰川運(yùn)動(dòng)就是由于冰川冰的粘塑性變形(蠕變)與滑動(dòng)產(chǎn)生的。

內(nèi)部變形

冰川冰是多冰晶聚合體,每個(gè)冰晶都是由許多薄片體組成的,在受力情況下,它們可以沿著相互接觸的融化面產(chǎn)生滑動(dòng),就像一疊紙牌一樣錯(cuò)動(dòng)。由于作用力與冰晶基面的方向不同,冰晶可以產(chǎn)生壓凹或彎曲以及其他形式的變形。

冰川滑動(dòng)

冰川滑動(dòng)包括冰層滑動(dòng)和基底滑動(dòng)。冰層滑動(dòng)表現(xiàn)為剪切滑動(dòng),主要分布在冰舌區(qū),它是由冰層上、下層面之間的應(yīng)力差異而形成的,往往出現(xiàn)眾多的剪切面和斷裂面。而基底滑動(dòng)主要是沿著基巖床的滑動(dòng)。冰川作為粘塑性體在重力作用下,沿巖床斜坡緩慢向下滑動(dòng),假若冰川末端或底部邊緣處于凍結(jié)狀態(tài),即底冰與巖床凍結(jié)在一起時(shí),由于上游段冰體重力而產(chǎn)生的滑動(dòng)使底冰受阻,造成差別運(yùn)動(dòng)。或當(dāng)巖床有大障礙物時(shí),亦可產(chǎn)生滑動(dòng)。層面間或底冰與巖床間的融水通過(guò)再凍結(jié)和冰的塑性變形對(duì)實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)起了重要的促進(jìn)作用。

冰川運(yùn)動(dòng)的速度

在冰川縱剖面上,由冰川源頭向下至雪線(xiàn)附近運(yùn)動(dòng)速度是逐漸增加的,然后再由雪線(xiàn)向冰川末端又逐漸減慢,所以,雪線(xiàn)附近的冰川軸部位置上是冰川運(yùn)動(dòng)速度最快的地方。但是,當(dāng)某些冰川多彎曲,冰川高速區(qū)有可能偏離雪線(xiàn),而且還會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)高速區(qū)。在冰川橫剖面上,冰川運(yùn)動(dòng)的主流線(xiàn)基本上靠近冰川的軸部,由軸部向兩側(cè)流速變慢。如果冰川處于彎曲處,其主流線(xiàn)偏向軸線(xiàn)的外側(cè)。當(dāng)冰川流經(jīng)窄狹段或陡坡時(shí),速度也會(huì)加快,反之,速度減慢。在積累區(qū)的橫剖面上,冰川流動(dòng)向量向著冰川主流線(xiàn)呈輻合狀分布。而在消融區(qū)的下段和末端,流動(dòng)矢量明顯地向著主流線(xiàn)呈輻散狀分布。在垂直剖面上,最大流速出現(xiàn)在冰川上層某一深度范圍內(nèi),然后流速隨深度的增加而遞減,但至底部亦不致減速為零。某些冰川底部層因受壓而出現(xiàn)高于上部層的流動(dòng)速度。

世界各地的冰川,因外界條件和內(nèi)在因素的不同,其運(yùn)動(dòng)速度差異很大。一般來(lái)說(shuō),山岳冰川變化于數(shù)十至數(shù)百米,少數(shù)可超過(guò)千米。冰蓋流動(dòng)速度較慢,外部和邊緣處也與山岳冰川的速度大致相似,唯有大陸冰川邊緣溢出冰川的流動(dòng)速度最快,多超過(guò)千米。

冰川運(yùn)動(dòng)的變化

冰川的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間而改變,晝夜之間,冬夏之間,乃至年際之間都不相同。白天因冰川上層受消融作用與融水下滲的影響,運(yùn)動(dòng)速度比夜間快得多。冰川運(yùn)動(dòng)的季節(jié)變化雖然在粒雪盆區(qū)變化不顯著,但冰舌區(qū)是很明顯的。在雪線(xiàn)附近和消融區(qū),夏季的運(yùn)動(dòng)速度比冬季快,在某些部位上比年平均速度還快。運(yùn)動(dòng)速度的年際變化十分明顯,影響因素較復(fù)雜,主要與積累、消融數(shù)量和速率、氣候波動(dòng)、運(yùn)動(dòng)波的傳遞以及滯后響應(yīng)等有關(guān)。

冰川的構(gòu)造

冰川的運(yùn)動(dòng)和冰川冰的變形使原始狀態(tài)的粒雪層和冰層改變了形態(tài),形成一系列大小不等、規(guī)模不一的構(gòu)造現(xiàn)象。如冰的帶狀構(gòu)造(包括冰帶、葉理、弧拱等)、冰層褶皺、冰裂隙等。

帶狀構(gòu)造

冰川冰的一個(gè)形態(tài)特征就是具有明顯的帶狀構(gòu)造,或稱(chēng)層狀構(gòu)造,指的是由深淺相間或密疏相間的冰層組成的冰川冰。在冰川動(dòng)力作用下,形成藍(lán)、白冰帶構(gòu)造和葉理構(gòu)造、冰川肋(弧拱)等。

藍(lán)、白冰帶構(gòu)造

白冰帶與藍(lán)冰帶交替出現(xiàn)是帶狀構(gòu)造的一種形式。白冰帶系由有汽泡的和水汽的細(xì)晶粒冰組成,晶粒直徑一般小于5毫米,在光的折射下星乳白色,密實(shí)性較差,是某些冰川部位上帶狀構(gòu)造的主體。藍(lán)冰帶由無(wú)汽泡、透明而密實(shí)的粗晶粒組成,晶體粗大,直徑在10至150毫米間。藍(lán)、白冰帶相間分布的構(gòu)造中,以白冰帶為主要部分,藍(lán)冰帶則如似脈冰平行地貫穿于白冰帶中。帶與帶之間的寬度為數(shù)厘米至數(shù)米不等。它的成因可能與粒雪層形成的層狀構(gòu)造與冰川運(yùn)動(dòng)變形有關(guān)。

葉理構(gòu)造

葉理構(gòu)造又稱(chēng)片理,是冰川運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)育在冰內(nèi)的一種面狀或片狀構(gòu)造。特點(diǎn)是冰晶粒和汽泡的大小、數(shù)量不盡相同,一般葉理的厚度為幾厘米到幾十厘米,很少超過(guò)數(shù)米。大陸冰川由于冰川溫度低,組成葉理的冰晶較小,葉理構(gòu)造是由晶體尺寸基本一致的有汽泡冰和無(wú)汽泡冰交替組成。葉理以冰川兩側(cè)和底床附近最為發(fā)育,而且與谷壁平行,其層理向下傾。冰川中央的葉理往往突向冰川的下游方向,層理向上傾,在冰內(nèi)分布如同疊在一起的勺子。葉理通常是由于冰內(nèi)原生的不均勻沉積冰層變形造成的。

冰肋川

冰川肋又稱(chēng)弧拱,是由淺色冰帶與深色冰帶相間組成,常橫列于冰瀑布下或支冰川匯入主冰川的匯合處,呈弧形,頂端指向冰川下游方向,兩翼呈拋物線(xiàn)形,越向下游拉得越長(zhǎng),均成群分布,每一淺色冰帶和一深色冰帶的總寬度一般相當(dāng)于該冰川冰一年流動(dòng)的距離,所以,冰川肋的分布規(guī)模頗不一致。冰帶的深淺與所含巖屑的多少有關(guān)。冰肋的波谷含有較多的巖屑雜質(zhì),汽泡少,故呈深暗色,因此,消融速率也較快,冰面下凹成犁溝。而淺色冰帶的巖屑少,汽泡較多,消融作用相對(duì)較弱,形成淺色肋脊,高出深色肋谷20至30厘米。這種波狀起伏的冰川肋向冰川末端逐漸消失,只保留深淺相間的冰帶分布。如果有兩條或更多條支冰川匯合,可形成復(fù)式冰川肋。

冰層褶皺

冰層褶皺的產(chǎn)狀與地質(zhì)巖層相似,形式十分復(fù)雜,越至冰川末端越變得密集,兩翼冰層相應(yīng)變薄。由于冰川槽谷形態(tài)多變,冰下河床起伏不平,而且槽谷時(shí)寬時(shí)窄,甚至彎曲,冰層運(yùn)動(dòng)時(shí),相互擠壓,故形成各種形式的褶皺。它的形態(tài)和規(guī)模取決于穩(wěn)定狀態(tài)下擾動(dòng)的性質(zhì)和大小、巖床的性質(zhì)和褶皺距離巖床的高度。

冰裂隙

冰層擠壓強(qiáng)烈時(shí),除形成上述冰層褶皺外,還因受拉應(yīng)力或剪應(yīng)力作用而形成多種形式的斷裂,通常稱(chēng)冰裂隙。裂隙深度在溫冰川上一般很少超過(guò)25至30米,冷冰川則會(huì)更深些。其長(zhǎng)度變化幅度較大,可由幾米至幾百米不等,一般寬度為數(shù)十厘米至數(shù)米。

冰川作用

侵蝕作用

冰川的侵蝕作用是通過(guò)磨蝕和拔蝕兩種方式進(jìn)行的。磨蝕是對(duì)地表的水平方向的破壞,拔蝕是對(duì)地表的垂直方向的破壞。不同的侵蝕方式所塑造的冰川地形或微形態(tài)是不一樣的。有些則是兩者共同塑造形成的。

磨蝕

冰川的磨蝕是滿(mǎn)載巖屑的冰川底層與巖床之間的侵蝕過(guò)程,包括對(duì)基巖河床和巖屑的磨光和磨平。冰川運(yùn)動(dòng)時(shí),富含巖屑的冰川底部與巖床及其上的巖塊作相對(duì)運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生互相磨擦,磨削侵蝕,它一方面改造了巖屑的形態(tài),另一方面也改造了河床形態(tài)。被巨大冰體重力壓碎的巖屑和細(xì)顆粒物質(zhì)都具有尖銳的棱角,特別是這些細(xì)小顆粒往往是一些穩(wěn)定礦物或重礦物,在磨蝕中起著重要作用,如石英顆粒等則是主要的磨蝕“工具”。當(dāng)冰川底層在滑動(dòng)過(guò)程中遇到大障礙物(如漂礫巖塊或凸起的巖床)時(shí),在障礙物的迎冰坡面上因磨蝕而產(chǎn)生薄層水膜,當(dāng)冰體流到背冰流坡面上時(shí),由于壓力減小,該水膜又凍結(jié)起來(lái),使巖屑聚集起來(lái)。

拔蝕

冰川的拔蝕作用是冰川底層松動(dòng)和移動(dòng)巖床上大巖塊的破壞過(guò)程。當(dāng)冰體越過(guò)巖床上凸起部分或大障礙物時(shí),在背冰面上因減壓而產(chǎn)生卸載節(jié)理、膨脹節(jié)理,巖石發(fā)生破裂拔蝕,一些巖塊或巖屑暫時(shí)停積在坡腳下,在冰體繼續(xù)滑動(dòng)時(shí),這些巖塊或巖屑又被“吸附”在冰川底層,成為磨蝕的“工具”。所以,拔蝕比磨蝕的破壞性大,是冰川侵蝕的主要方式。

搬運(yùn)作用

冰川具有巨大的搬運(yùn)能力,成千上萬(wàn)噸的巨大漂礫皆能隨冰流而運(yùn)移,但搬運(yùn)距離差別很大。一般冰川的堆積物、尤其是底搬運(yùn)距離小,往往是就地附近的石塊;而規(guī)模巨大的冰川,則可將抗蝕力強(qiáng)的漂礫搬得很遠(yuǎn)。同時(shí),冰川還有逆坡搬運(yùn)的能力,把冰磧物從低處搬到高處。在大陸冰川作用區(qū),冰川運(yùn)動(dòng)不受下伏地貌的控制,冰磧物的逆坡運(yùn)移現(xiàn)象更為普遍。

堆積作用

冰川的堆積作用,指冰川停滯或后退時(shí)冰磧物的堆積過(guò)程。冰川流屬于塊體運(yùn)動(dòng),所以冰磧物與其他任何外力搬運(yùn)的沉積物明顯不同,除非經(jīng)后期冰川或冰水侵蝕,堆積地貌(如終磧壟、側(cè)磧壟、冰磧丘陵、鼓丘等)將會(huì)保存較長(zhǎng)時(shí)期。冰川堆積作用的強(qiáng)弱,與冰川類(lèi)型、運(yùn)動(dòng)速度及夾帶巖屑的多少有直接的關(guān)系。海洋性冰川的運(yùn)動(dòng)速度快,侵蝕能力強(qiáng),夾帶巖屑多、冰川堆積作用就強(qiáng),堆積地貌的規(guī)模也大;反之,大陸性冰川的堆積作用較弱,冰磧地貌的規(guī)模較小。凡有冰川作用的地區(qū),冰川侵蝕與冰川堆積都是同時(shí)發(fā)生的。

冰川地貌

冰川是塑造地表形態(tài)最活躍的外營(yíng)力之一。冰川通過(guò)磨蝕、拔蝕、擠壓等動(dòng)力過(guò)程對(duì)冰川底部和兩側(cè)槽谷地形進(jìn)行塑造。純冰的侵蝕能力很弱,冰川對(duì)地形的塑造主要是因?yàn)樵诒ǖ谋砻妗?nèi)部與底部等不同部位攜帶了相當(dāng)數(shù)量且粒徑不等的巖屑。冰川運(yùn)動(dòng)時(shí),受上覆冰層重力影響,冰川底部攜帶的巖屑像刻刀一樣對(duì)冰床進(jìn)行磨蝕。因冰川侵蝕形成的冰蝕地貌主要有角峰、刃脊、冰斗、冰川谷、峽灣、羊背巖與鯨背巖、基巖磨光面以及冰川擦痕等;冰磧地貌主要有終磧壟、側(cè)磧壟、冰磧丘陵、鼓丘等;冰水堆積地貌主要有蛇形丘、冰礫阜、冰礫阜階、窩穴、冰水扇、冰水平原、冰湖、漂礫等。

冰蝕地貌

角峰

由不同坡向的數(shù)個(gè)(3個(gè)或3個(gè)以上)冰斗不斷溯源侵蝕,冰斗后壁不斷后退上移,夾持的山峰就變成尖銳的金字塔狀的孤立尖峰,稱(chēng)為角峰。

刃脊

在相鄰冰斗或冰川谷之間,形如刀刃狀的嶺脊稱(chēng)為刃脊。通常刃脊頂部基巖裸露,尖薄而陡峭,呈鋸齒形。

冰斗

冰斗發(fā)育在冰川平衡線(xiàn)附近。典型的冰斗呈圍椅狀、底平、下凹的巖盆形態(tài),三面是陡峻的巖壁,向下坡的一面有一個(gè)開(kāi)口,開(kāi)口處常有一個(gè)高起的反向巖坎。冰斗一般由斗底、后壁、出口與反向巖坎幾部分構(gòu)成。一般海洋型冰川區(qū)冰斗發(fā)育最為完好;大陸型冰川區(qū)冰斗發(fā)育次之。冰川消退后,侵蝕較深的冰斗可以積水形成冰斗湖

冰川谷

冰川谷又稱(chēng)為槽谷,因其橫剖面呈“U”字形,所以又稱(chēng)為U形谷。一般而言,冰川谷谷底寬緩,谷坡陡峻,有時(shí)存在磨光面與刻槽。在過(guò)渡到較和緩的谷坡時(shí),在冰川谷上部較為明顯的坡折為槽谷的谷肩。冰川谷的平面形態(tài)上寬下窄,比較順直且貫通性好。冰川谷內(nèi)交替出現(xiàn)的巖盆與巖坎是冰川槽谷最重要的判別標(biāo)志。

峽灣

峽灣分布在高緯度沿海地區(qū),冰期前為沿構(gòu)造碎或巖性軟地帶發(fā)育的,冰時(shí),谷地被冰川所復(fù),其下游即使在海面以下,也能繼續(xù)刷深、拓寬冰床;冰期后,受海侵影響,形成兩側(cè)平直、崖壁峭拔、谷底寬闊、深度很大的海灣,稱(chēng)為峽灣。

羊背巖與鯨背巖

羊背巖是冰川磨蝕與拔蝕作用共同塑造的地貌形態(tài)。通常冰川底部尚未達(dá)到壓力融點(diǎn),但在迎冰面應(yīng)力集中,溫度達(dá)到壓力融點(diǎn),產(chǎn)生的融水使底部滑動(dòng)速度增大,在滑動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生此可指示冰川流動(dòng)方向的各種擦痕。背冰面因壓力降低,融水發(fā)生再凍結(jié),即復(fù)冰作用,該過(guò)程可形成冰川的拔蝕,致使背冰而被挖掘成參差的鋸齒狀,這類(lèi)形態(tài)的冰蝕地形為羊背巖。鯨背巖也是冰川侵蝕的結(jié)果,迎冰面與背冰面均為流線(xiàn)形,冰下融水較豐富,冰川底部以滑動(dòng)為主,基本無(wú)拔蝕作用。

基巖磨光面

在冰床上,有時(shí)可以看到大面積被冰川磨蝕的平面,稱(chēng)為基巖磨光面。其上深淺較為均一,方向大致平行的擦痕可以指示古冰川的運(yùn)動(dòng)方向。有時(shí)候冰床上存在兩組或者兩組以上的擦痕,這種情況的出現(xiàn)反映了冰川底部運(yùn)動(dòng)方向曾發(fā)生過(guò)調(diào)整。一般而言,擦痕多與新月形裂紋與月牙形鑿口同時(shí)出現(xiàn)。

冰川擦痕

冰川擦痕是冰川侵蝕作用造成的最微小的流線(xiàn)型負(fù)形態(tài),廣泛出現(xiàn)在冰床上與冰磧石表面。冰磧石表面的擦痕也是深淺均一,方向大致平行,這種巖塊被稱(chēng)為冰川擦痕石,因擦痕集中且以擦面的形式存在,故又稱(chēng)其為冰川擦面石。

冰磧地貌

終磧壟

當(dāng)冰川積累和消融達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,冰川末端較長(zhǎng)時(shí)間停留在某個(gè)位置。由冰川從上游搬運(yùn)來(lái)的冰磧,堆積成向下游突出的弧形冰磧壟稱(chēng)為終磧壟。所以,終磧壟通常是冰川相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期的產(chǎn)物,可以清楚地指示某次冰川作用中冰川曾到達(dá)的位置和范圍,是冰期劃分和冰川進(jìn)退的重要指標(biāo)。

側(cè)磧壟

在冰川運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在冰川冰的側(cè)向運(yùn)動(dòng),由側(cè)向運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的底磧、冰而向側(cè)面傾瀉滾落的表磧連同位于冰川側(cè)面的冰磧共同堆積而成的冰磧地形為側(cè)磧壟。側(cè)磧壟表現(xiàn)出坡度陡峻,兩坡不對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn),內(nèi)坡陡峻,而外坡稍緩。側(cè)磧壟向上可達(dá)冰川平衡線(xiàn)附近,向下可與終磧壟相連。在谷地中不同高度保存有多列側(cè)磧壟,系多次冰川作用所沉積,是相對(duì)冰期劃分重要的依據(jù)之一。

冰磧丘陵

在較大冰川作用時(shí),冰川可下伸到坡度和緩的山麓帶形成山麓冰川。當(dāng)氣候突然轉(zhuǎn)暖,冰川平衡線(xiàn)急劇升高時(shí),冰川的快速后退就容易導(dǎo)致原來(lái)冰川的冰舌部分與整體脫離變成死冰,死冰消融過(guò)程中,冰川的冰磧物通過(guò)自然分流聚集,最終形成大面積,形如“墳”包狀的冰川堆積地形,即為冰磧丘陵。

鼓丘

鼓丘是主要由冰磧組成的幾米至幾十米高、幾百米長(zhǎng)的流線(xiàn)型丘陵。鼓丘在平面上呈橢圓形,長(zhǎng)軸平行于冰流方向;縱面與羊背巖相反,迎冰面坡度陡,背冰面和緩。有的鼓丘全部由冰磧組成,有的則有一個(gè)基巖核心。鼓丘分布的位置比較固定,總是成群地出現(xiàn)終磧壟后方不遠(yuǎn)的地方。其成因可能是冰川接近末端,由于冰川搬運(yùn)能力減弱。底部遇阻時(shí)發(fā)生堆積而成。鼓丘主要分布在大陸型冰川區(qū),組成物質(zhì)除冰磧外,還有大量冰水沙礫,高5至6米,長(zhǎng)度數(shù)十米至近百米。

冰水堆積地貌

蛇形丘

蛇形丘是一種狹長(zhǎng),彎曲如蛇行的高地,主要由略具分選的冰水砂礫堆積物組成,夾有冰磧透鏡體,砂礫有一定的磨圓度,發(fā)育沖刷、充填構(gòu)造,形成交錯(cuò)層理和水平層理。蛇形丘兩坡對(duì)稱(chēng),大小不等,一般高度40至50米,分布于冰川作用區(qū),長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)千米,延伸方向與冰川運(yùn)動(dòng)方向基本一致。

冰礫阜

冰礫阜是一種圓形或長(zhǎng)條形的冰水堆積丘陵。它是山冰面或冰川邊緣湖泊、河流中的冰水沉積物因冰體融化、沉積物倒塌堆積而成,主要由粉砂、砂和細(xì)礫組成。冰礫阜常夾有冰磧透鏡體,上覆薄層冰磧物,原始沉積構(gòu)造多因冰體擠壓和融化而發(fā)生變形。冰礫阜一般零亂地或成群地分布于冰川作用的前緣地帶,大小不等,邊坡較陡,與沉積物的休止角基本一致。

冰礫阜階

冰礫阜階地由冰水砂礫層組成,形如河流階地,呈長(zhǎng)條狀分布于冰川谷地的兩側(cè)。它是由冰川邊緣的冰水沉積,在其與原冰川接觸一側(cè),因冰體融化失去支撐而塌,從而形成了階梯狀陡坎,沿槽谷兩壁伸展。冰礫阜階地的階地面比較平坦,尾端常與冰水扇相連。

鍋穴

鍋穴指分布于冰水沉積區(qū)內(nèi)的圓形洼地,系由冰水沉積物中挾帶的埋藏冰塊融化后,使得原冰塊上部和周?chē)乃樾嘉镔|(zhì)失去支持、塌陷而成。鍋穴常與冰礫阜相伴而生,個(gè)體規(guī)模較小,直徑大者可達(dá)數(shù)十米。

冰水扇

冰水河流流出冰川前端或切過(guò)終磧堤后,地勢(shì)展寬、變緩、冰水?dāng)y帶的碎屑物質(zhì)大量沉積,形成了頂端厚、向外變薄的扇形冰水堆積體,叫做冰水扇。

冰水平原

多個(gè)冰水扇相互連接就成為起伏平緩的冰水裙或冰水平原。由分選中等的砂礫層組成,含少量漂礫,向下游粒徑明顯變小,磨圓度顯著變好。沖刷充填構(gòu)造發(fā)育,板狀、槽狀交錯(cuò)層理與水平層理交替出現(xiàn)。一般冰水平原向下延伸可達(dá)數(shù)千米里以上,并逐漸過(guò)渡為河流沉積。

冰湖

由于冰川侵蝕形成洼地,或冰川前進(jìn)阻塞冰川融水通道,或冰磧堆積阻塞河道,或冰面消融等形成的湖泊均稱(chēng)為冰湖。由冰川侵蝕形成洼地積水成湖為冰蝕湖,此類(lèi)冰湖比較穩(wěn)定不容易潰決。由冰川前進(jìn)阻塞冰川融水通道,或冰磧堆積阻塞河道,或冰面消融等形成的措木及日湖容易潰決,形成突發(fā)洪水,造成災(zāi)害。

漂礫

漂礫是冰川沉積中體積較大的巖塊,其表面常常保留有冰川作用的痕跡,如冰川擦面等。冰川的流動(dòng)受自身坡度的控制,但可以不受下伏地形的影響,因此可把漂礫從低處搬到高處。此外,根據(jù)漂礫的巖性還可以判斷漂礫的源區(qū)與古冰川的流路等。

冰川災(zāi)害

冰川融化會(huì)大大增加冰川的不穩(wěn)定性,從而引發(fā)一系列的災(zāi)害,如冰崩災(zāi)害、冰川躍動(dòng)、冰湖潰決和冰川泥石流等。

冰崩災(zāi)害

冰崩是指在坡度較大的斜坡上大塊冰體甚至整條冰川在重力作用下沿著冰川內(nèi)部破裂面或脆弱面,脫離母體而迅速傾倒或滑塌、墜落現(xiàn)象,是最激烈的冰川災(zāi)害形式。在歷史上,冰崩災(zāi)害曾多次發(fā)生,但往往規(guī)模較小、頻率較低。自全球氣候變暖以來(lái),冰崩災(zāi)害卻頻繁發(fā)生,規(guī)模較大,發(fā)生原因與氣候變暖關(guān)系密切。一方面,冰川融化本身就會(huì)增加冰體的不穩(wěn)定性,另一方面,融水進(jìn)入裂隙,也會(huì)對(duì)冰體產(chǎn)生壓力并起到潤(rùn)滑作用,大大增加崩塌的危險(xiǎn)性。

冰川躍動(dòng)

冰川躍動(dòng),一類(lèi)是在氣候寒冷條件下,由冰下壓力增高發(fā)生壓融并潤(rùn)滑冰川導(dǎo)致躍動(dòng);另一類(lèi)是在氣候較溫暖條件下,由冰川融水向下遷移導(dǎo)致冰下靜水壓力升高而潤(rùn)滑產(chǎn)生躍動(dòng)。冰川躍動(dòng),將會(huì)淹沒(méi)草場(chǎng)、農(nóng)田、房屋,對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施等造成破壞。

冰湖潰決

冰湖是以現(xiàn)代冰川融水為主要補(bǔ)給源或在冰磧洼地內(nèi)積水形成的天然水體,包括冰川末端湖、冰川表面湖、冰川補(bǔ)給湖等類(lèi)型。冰湖潰決洪水,指的是由冰湖壩體垮塌、大量排水而形成的突發(fā)性洪水。冰湖壩體潰決的原因有很多,如冰川運(yùn)動(dòng)、流水侵蝕、水壓超過(guò)壩體承載力、巖體和冰體崩塌、地震等,均會(huì)導(dǎo)致冰湖潰決。而氣候變暖,高溫天氣導(dǎo)致的冰體融化,也成為冰湖潰決的重要原因之一。

冰川泥石流

冰川泥石流是指在高山冰川環(huán)境下由冰川洪水與冰川或其他寒凍風(fēng)化沉積物所形成的泥沙流,具有突發(fā)性強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)速度快(可達(dá)200千米/小時(shí))、運(yùn)動(dòng)距離遠(yuǎn)(可波及數(shù)十千米)、規(guī)模大(體積可達(dá)百萬(wàn)立方米)的特征。與一般的泥石流一樣,其發(fā)生也需要具備能量(陡峭的地形提供重力勢(shì)能)、物源(豐富的松散堆積物如冰磧物、冰水沉積物)和水源(冰雪融水或冰湖潰決洪水)這三個(gè)條件。根據(jù)其成因的不同,可以將其劃分為冰川消融型泥石流、冰崩雪崩型泥石流和冰湖潰決型泥石流。

學(xué)術(shù)研究

研究成果

2021年,多國(guó)研究人員分析美國(guó)航空航天局三維衛(wèi)星圖發(fā)現(xiàn),冰川正在加速融化。研究顯示,冰川融化速度逐年加快,平均每年損失的冰雪比15年前多31%。相比2000年至2004年,2015年至2019年每年融化冰雪多710億噸。2015年以來(lái),全球約22萬(wàn)座山岳冰川平均每年損失冰雪逾2980億噸。2000至2021年的20年多來(lái),全球冰川變薄率翻了一番。

新西蘭冰川受氣候變化影響的研究

在20世紀(jì)70年代末開(kāi)始調(diào)查時(shí),新西蘭有超過(guò)3000個(gè)冰川,自2011年以來(lái),大多數(shù)新西蘭冰川都在迅速消融,到2019年,一些冰川已經(jīng)不存在。隨著冰川消融,它們的尺寸已經(jīng)不符合冰川的定義。冰川在氣候變化中能留存下來(lái)多長(zhǎng)時(shí)間,取決于它們的位置和大小。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),從20世紀(jì)70年代末到2016年,新西蘭的冰川面積減少了約31%。2019年,科研人員發(fā)現(xiàn)地球的冰川融化速度比科學(xué)家們想象的快得多,現(xiàn)在要比20世紀(jì)60年代快5倍。在一項(xiàng)調(diào)查中,很多雪線(xiàn)已經(jīng)在新西蘭山頂上方退去。在2017和2018年中,新西蘭國(guó)家水與大氣研究所氣候應(yīng)用調(diào)查的60個(gè)新西蘭冰川都受到氣候變化的“嚴(yán)重影響”。

南極松島冰川臨界點(diǎn)研究

2021年,利用自主研發(fā)的先進(jìn)冰流模型,諾森比亞大學(xué)冰川學(xué)研究小組開(kāi)發(fā)出了能夠識(shí)別冰原內(nèi)臨界點(diǎn)的方法。研究表明,南極洲西部的松島冰川至少有3個(gè)明顯的臨界點(diǎn)。第三個(gè)也是最后一個(gè)由海洋溫度上升1.2℃引發(fā),將導(dǎo)致整個(gè)冰川不可逆轉(zhuǎn)地后退,這將對(duì)全球地平線(xiàn)產(chǎn)生重大影響。環(huán)極地深水的長(zhǎng)期變暖和淺灘化,加之羅爾德·阿蒙森海風(fēng)向的變化,可能使松島冰川的冰架在溫暖的海水中暴露更長(zhǎng)時(shí)間,使溫度變化幅度越來(lái)越大。

格陵蘭島溫度和冰原的融化研究

2023年,阿爾弗雷德·魏格納(alfred wegener)研究所的一項(xiàng)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn),2001至2011年,格陵蘭島中北部是過(guò)去1000年來(lái)最溫暖的十年,該地區(qū)在2021年比20世紀(jì)高出1.5℃。同時(shí),研究人員利用一組史無(wú)前例的長(zhǎng)度和質(zhì)量的冰芯,重建了格陵蘭島中北部過(guò)去的溫度和冰原的融化速度。由于冰層中儲(chǔ)存了大量的水(約300萬(wàn)立方千米),融化和導(dǎo)致的海平面上升被認(rèn)為是一個(gè)潛在的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。全球變暖的影響已經(jīng)波及到格陵蘭島中北部偏遠(yuǎn)的高海拔地區(qū),如果全球變暖持續(xù),預(yù)計(jì)到2100年,格陵蘭島冰原將使全球平均海平面上升50厘米。

興都庫(kù)什—喜馬拉雅地區(qū)冰川研究

2023年6月,由八個(gè)成員國(guó)組成的國(guó)際山地綜合開(kāi)發(fā)中心發(fā)布了一份新評(píng)估報(bào)告,該研究報(bào)告利用最新科學(xué)進(jìn)展,首次繪制了該地區(qū)冰凍圈、水、生物多樣性與社會(huì)之間的聯(lián)系,以及冰川和積雪的快速變化對(duì)人與自然的影響。研究發(fā)現(xiàn)興都庫(kù)什—喜馬拉雅地區(qū)的冰川在2011至2020年期間的消融速度比之前十年加快了65%,未來(lái)幾年該地區(qū)山洪暴發(fā)和雪崩的可能性在增加。同時(shí),還揭示出由于全球變暖導(dǎo)致興都庫(kù)什山脈喜馬拉雅山脈地區(qū)的冰川、雪和永久凍土的變化是 “前所未有的,且多為不可逆的”,如果不大幅減少溫室氣體排放,該地區(qū)冰川總體積的80%將在21世紀(jì)末消失。

主要科學(xué)家

施雅風(fēng)

1957年,施雅風(fēng)參加祁連山脈西段地質(zhì)考察,第一次親眼見(jiàn)到冰川。此后,他的科研生涯再也離不開(kāi)冰川。他開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)冰川物理、冰川水文、冰芯與環(huán)境、冰雪災(zāi)害、第四紀(jì)冰川的研究,系統(tǒng)地發(fā)展了中國(guó)冰川學(xué)理論,把中國(guó)冰川學(xué)研究推向世界前沿。1959年,由施雅風(fēng)組織完成的43萬(wàn)字的《祁連山現(xiàn)代冰川考察報(bào)告》出版,這是新中國(guó)第一部較為完整的冰川考察報(bào)告,填補(bǔ)了中國(guó)冰川研究的空白。

謝自楚

謝自楚是中國(guó)科學(xué)院蘭州冰川凍土研究所所長(zhǎng)、冰川學(xué)家。1957年,進(jìn)入莫斯科國(guó)立大學(xué)地理系極地及冰川專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)。兩次赴蘇聯(lián)北極地區(qū)實(shí)習(xí)凍土、冰緣和雪崩。1959年,冬參加第三次國(guó)際地球物理學(xué)年會(huì),在厄爾布魯斯峰冰川考察。1962年,在中國(guó)科學(xué)院蘭州冰川凍土研究所工作,參加過(guò)喀喇昆侖公路巴基斯坦境內(nèi)巴托拉冰川、祁連山冰川變化及利用等一系列冰川凍土的考察研究。1978年,作為中國(guó)科學(xué)院冰川學(xué)代表團(tuán)成員赴瑞士參加國(guó)際冰川編目討論會(huì),并對(duì)瑞士、法國(guó)英國(guó)有關(guān)冰川學(xué)極地學(xué)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行訪問(wèn)。1980年,再次赴珠穆朗瑪峰及西藏自治區(qū)東南部考察冰川及雪崩。1981年,任中日天山冰川聯(lián)合考察隊(duì)隊(duì)長(zhǎng),考察了天山東部博各達(dá)峰及冰川站。1984年,參加了國(guó)際冰川學(xué)會(huì)在日本召開(kāi)的地表冰雪過(guò)程國(guó)際討論會(huì)。1985年9月,參加了國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)蘇聯(lián)召開(kāi)的冰川徑流及冰川變化國(guó)際科學(xué)討論會(huì)。

多爾特·達(dá)爾-詹森

多爾特·達(dá)爾-詹森(Dorthe Dahl-Jensen)教授是尼爾斯玻爾研究所冰與氣候卓越研究中心主任、丹麥皇家科學(xué)院院士,是冰芯研究、古氣候重建以及格陵蘭冰原歷史和演化等領(lǐng)域的專(zhuān)家,曾經(jīng)參與領(lǐng)導(dǎo)了北格陵蘭冰芯項(xiàng)目(NGRIP),北格陵蘭島Eemian冰芯鉆探營(yíng)地(NEEM),歐洲南極冰芯抽樣計(jì)劃(EPICA)等多個(gè)著名的國(guó)際合作冰芯鉆探和研究項(xiàng)目,是冰芯科學(xué)國(guó)際伙伴計(jì)劃(IPICS)等多個(gè)國(guó)際組織的主要成員,曾獲歐盟笛卡爾獎(jiǎng)(Descartes Prize,2008)、維加獎(jiǎng)(Vega medal,2008),歐洲地球科學(xué)協(xié)會(huì)路易斯·阿加西獎(jiǎng)?wù)拢↙ouis Agassiz,2014)。

冰川學(xué)

冰川學(xué)一詞是由拉丁語(yǔ)的冰和希臘語(yǔ)中的學(xué)說(shuō)構(gòu)成的,原意為冰學(xué),是研究地球上各種形態(tài)自然冰體的科學(xué)。但是,自從冰川作為一門(mén)科學(xué)研究以來(lái),其主要對(duì)象是冰川和冰蓋,因此,也有人認(rèn)為,冰川學(xué)是研究冰川的科學(xué),這就是所謂的狹義冰川學(xué)的概念。從十八世紀(jì)起,冰川學(xué)研究的對(duì)象主要局限于高山和島嶼冰川,以及地球歷史上的冰期問(wèn)題。隨著冰川學(xué)研究的不斷發(fā)展,發(fā)現(xiàn)自然界各種形態(tài)的冰體的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、物質(zhì)組成比較相似,冰體同大氣圈、水圈地殼之間的相互作用也具有共同的基本條件。所以到了本世紀(jì),冰川學(xué)研究的范圍,除研究冰川與冰蓋的形成、特征、變化和作用過(guò)程外,還研究地表積雪、雪崩、風(fēng)吹雪、季節(jié)結(jié)冰、河冰、湖冰、海冰和地下冰等一切冰體,形成所謂廣義的冰川學(xué)。

冰川景觀

美麗的冰川世界,處處是夢(mèng)幻般的景致。冰蘑菇,是大石塊被細(xì)細(xì)的冰柱所支撐而形成的;冰墻陡峭直立,像座巨大的屏風(fēng);千姿百態(tài)的冰塔林,有的像金字塔,有的像古剎鐘樓,等等。這些天然的冰雕世界,都是經(jīng)過(guò)陽(yáng)光的不斷雕塑而成,形成后又慢慢衰亡,這個(gè)過(guò)程一般經(jīng)歷幾十年甚至百年以上。

七一冰川

七一冰川距嘉峪關(guān)市區(qū)120千米的祁連山脈腹地,是一處令人神往的旅游勝地。七一冰川冰舌前沿海拔4300米,冰川面積約5平方千米,平均厚度70米,最厚處達(dá)120米,是中國(guó)典型的大陸性冰川也是亞洲離城市最近的冰川之一。這座巨大的冰川橫臥在高山懷抱之中,輝映在麗日藍(lán)天之下,潔白晶瑩、光茫耀眼、美不勝收。

海螺溝冰川

海螺溝冰川位于四川省甘孩藏族自治區(qū)瀘定縣內(nèi),冰川長(zhǎng)14.7千米,面積16平方千米,最高海拔6750米,最低海拔2850米,落差達(dá)3900米。在海螺溝冰川,除了覺(jué)得涼爽無(wú)比,還能感覺(jué)像進(jìn)入了一個(gè)童話(huà)世界,蘑菇是冰做的,橋是冰做的,還有令人叫絕晶瑩透明、藍(lán)中透綠的冰川城門(mén)。游人可以懷著探險(xiǎn)的心情進(jìn)去,可探尋暗河的出口,觀賞龍王的水晶宮。據(jù)考證,整個(gè)冰川的源泉在一個(gè)名叫雪粒盆的地方。它的名字雖美,卻有一定的危險(xiǎn)性,因盆內(nèi)冰雪積累到一定程度,就會(huì)翻越盆沿形成巨大的雪崩,游人們只可遠(yuǎn)觀不可靠近。

瓦特納冰川

瓦特納冰川冰島東南部,排名世界第三,是歐洲最大的冰川。冰川面積約8400平方千米,僅次于南極冰川和格陵蘭冰川。冰川海拔約1500米,冰層平均厚度超過(guò)900米,部分冰層的厚度超過(guò)了1000米。瓦特納冰川是冰島最大的冰冠,人們通常稱(chēng)冰島為“冰與火之地”。令人感到奇特的是,在冰中居然還分布著熔巖流、火山口和熱湖。在瓦特納冰川上有一個(gè)巨大的火山口,稱(chēng)格里姆火山

莫雷諾冰川

阿根廷冰川國(guó)家公園內(nèi)共有47條發(fā)源于巴塔哥尼亞冰原的冰川,而公園所在的阿根廷湖接納了來(lái)自周?chē)鷰资畻l冰川的冰流和冰塊,其中最著名的就是莫雷諾冰川,是地質(zhì)勘測(cè)學(xué)者佩里托莫雷諾發(fā)現(xiàn)的。莫雷諾冰川長(zhǎng)35千米,是公園內(nèi)唯一還在成長(zhǎng)的冰川,每天都在向前推進(jìn)30厘米。在距離莫雷諾冰川還有幾千米的位置,乘船在阿根廷湖近距離觀冰川,可以看到冰川從寬闊的兩山之間伸入湖中,形成了一道寬約4000米、高約60多米的冰壩,翠綠色的湖水與透著藍(lán)光的冰墻交相輝映,美輪美負(fù),宛如人間仙境。莫雷諾冰川每隔兩三年就會(huì)截?cái)?a href="/hebeideji/4707162046706447848.html">阿根廷湖一次,致使湖面水位上升,直到水流在冰壩底部沖出一條涵溝,導(dǎo)致冰壩坍塌,湖水重新暢通,水位才又恢復(fù)正常。

福克斯冰川

福克斯冰川位于南島塔斯曼海的西岸國(guó)家公園,得名于威廉姆·福克斯爵士——1869至1872年的新西蘭總理,冰川深度達(dá)350米,年降雪量35至45米,從南阿爾卑斯山脈南麓淌下,一直延伸到距地平線(xiàn)僅300米處的溫帶雨林。福克斯冰川并不陡峭,它的奇妙不僅在于玉石般的色澤,瀑布般的壯觀,而且在于它每天以1至5米的速度向低處蠕動(dòng)著,即使因此不斷化成了水,變成了溪流,也一往無(wú)前。

冰川與人類(lèi)關(guān)系

冰川和冰川作用,是一種自然現(xiàn)象,與人類(lèi)有很密切的關(guān)系,而且隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,以及人類(lèi)對(duì)它的認(rèn)識(shí)不斷加深,冰川對(duì)人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的影響越來(lái)越直接。

冰川水資源

冰川是地球水圈的重要組成部分,在世界淡水資源總量中,這個(gè)“固體水庫(kù)”約占4/5,是重要的淡水資源,冰川能夠提供優(yōu)質(zhì)淡水的理想水源,地球上許多河流的徑流,長(zhǎng)期以來(lái)就是由冰川融水提供的。冰川不僅能調(diào)節(jié)河流的多年徑流,而且還可為干早區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉提供寶貴水源。中國(guó)西部的河流,如果沒(méi)有冰川融水的補(bǔ)給,其中一部分就會(huì)變成干湖。有一些河流將變成涓涓細(xì)流的間歇河。這對(duì)河流附近的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將帶來(lái)不堪設(shè)想的后果。中原地區(qū)天山南北以及河西走廊一帶的生產(chǎn)、生活,對(duì)冰川融水有很大的依賴(lài)性。俄羅斯、美國(guó)的一些地區(qū),也把冰雪融水作為農(nóng)業(yè)灌溉的重要水源。

冰川是氣候與環(huán)境變化“監(jiān)測(cè)站”

冰川是儲(chǔ)存地球氣候與環(huán)境變化信息的“寶庫(kù)”,科學(xué)家在冰川上鉆取冰芯,即一種從冰川鉆取的圓柱狀冰體,是冰川學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵研究素材。通過(guò)分析冰芯中各種成分的變化,可以了解過(guò)去的氣候和環(huán)境變化情況并預(yù)測(cè)未來(lái)的氣候和環(huán)境變化等。冰芯中包含了3種可作為“史料”的物質(zhì)信息——冰本身、外來(lái)物質(zhì)以及氣泡中包裹的氣體。其中,冰芯中穩(wěn)定同位素可記錄溫度變化,而冰芯積累量則能幫助科學(xué)家了解降水變化。

相關(guān)文化

影視取景

《納尼亞傳奇2》

2007年,影片《納尼亞傳奇2》的導(dǎo)演安德魯·亞當(dāng)森就派出了專(zhuān)業(yè)的采景小組,跨越六大洲和20多個(gè)國(guó)家,最終為凱斯賓王子的《納尼亞傳奇》選定了新西蘭作為拍攝場(chǎng)地,其中不少鏡頭便是在新西蘭南島塔斯曼海的西岸國(guó)家公園的福克斯冰川取景拍攝的。之后,該片于2008年5月16日在美國(guó)上映。

《鮫在水中央》

鮫在水中央》改編自孫頻同名小說(shuō),由青年導(dǎo)演魏東宸執(zhí)導(dǎo),于2023年5月1日在中國(guó)上映,講述了獨(dú)居在高山冰川上的“怪人”梁海濤意外與被害人父親相遇,身負(fù)罪惡的他一邊承受著良心的鞭撻,一邊似乎仍然想繼續(xù)掩蓋罪行,一出隱埋多年湖底藏尸的“殺人回憶”隨之展開(kāi)。這是一部全程在達(dá)古冰川實(shí)地拍攝的影片,影片中出現(xiàn)的高山、湖林、晨霧、冰雪,真實(shí)再現(xiàn)了達(dá)古冰川絕美的自然風(fēng)光與優(yōu)美環(huán)境。

中國(guó)第四紀(jì)冰川遺跡陳列館

中國(guó)第四紀(jì)冰川遺跡陳列館位于石景山區(qū)模式口的第四紀(jì)冰川基巖冰溜面遺跡旁,面臨永定河,背靠翠微山,是中國(guó)乃至亞洲惟一一座建立在第四紀(jì)冰川遺跡上的以冰川知識(shí)、地質(zhì)巖石、古生物、地球環(huán)保等科普教育為內(nèi)容的博物館。1992年7月正式開(kāi)放。館內(nèi)展覽介紹了第四紀(jì)冰川的基本知識(shí)、李四光先生第四紀(jì)冰川學(xué)說(shuō)的創(chuàng)立與發(fā)展、冰川系統(tǒng)的研究與應(yīng)用以及汪國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用和中國(guó)第四紀(jì)冰川分布及考察情況等。展品絕大部分為冰川遺跡的照片資料及部分磧石標(biāo)本。在面向社會(huì)的科普領(lǐng)域內(nèi)該館亦可充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),“氣候及環(huán)境對(duì)人類(lèi)生存發(fā)展的影響”“人類(lèi)如何在未來(lái)冰期中發(fā)展文明”“冰川現(xiàn)象在今天為人類(lèi)儲(chǔ)存提供能源功能及列人類(lèi)文明潛在的巨大威脅”等專(zhuān)題陳列可使大家更深入地了解第四紀(jì)冰川學(xué)

重大事件

中國(guó)五分之一冰川已消融

修訂版的中國(guó)第一次冰川編目顯示,中國(guó)總計(jì)有冰川48410條,總面積為60506平方千米。最新版中國(guó)第二次冰川編目顯示,2010年左右,中國(guó)總計(jì)有冰川53778條,總面積48063.6平方千米。幾十年間,中國(guó)冰川整體萎縮了12442.4平方千米,占總面積的20.6%,其中,約有8310條冰川完全消失。冰川面積萎縮幅度最大的是西藏自治區(qū),冰川面積整體減少了7680.7平方千米,整體萎縮幅度達(dá)到27.7%。云南省則是冰川萎縮速率最快的省份,其冰川總面積減少了28.2%。大型冰川的退縮是中國(guó)冰川面積大幅減少的主要原因。

瑞士冰川融化速度創(chuàng)紀(jì)錄

2023年7月12日,多名登山者在瑞士瓦萊州采爾馬特市特奧杜爾冰川附近發(fā)現(xiàn)人類(lèi)遺骸和幾件裝備。脫氧核糖核酸分析確認(rèn)遺骸為1986年9月失蹤的一名德國(guó)登山者。當(dāng)年,這名38歲的登山者因登山未歸而被報(bào)失蹤,搜救未果。瑞士冰川融化速度2022年創(chuàng)下一百多年來(lái)最快紀(jì)錄,冰川體積減少了6%。一些已經(jīng)被冰雪覆蓋了千年的巖石重新顯露,人們不但發(fā)現(xiàn)了失蹤數(shù)十年的人類(lèi)遺骸,甚至還找到了一架飛機(jī)殘骸。

全球冰川融化速度創(chuàng)紀(jì)錄

2025年2月19日,在英國(guó)《自然》雜志刊載的一項(xiàng)研究報(bào)告中提到,自本世紀(jì)初以來(lái),冰川已經(jīng)減少了大約5%,而且融化速度還在加快。與2000年至2011年相比,2012年至2023年間,冰川融化量要多出三分之一以上。歐洲地區(qū)冰川融化的速度尤其快。舉例來(lái)說(shuō),歐洲中部過(guò)去20來(lái)年已經(jīng)損失了39%的冰川。

2000年至2023年間,格陵蘭島南極洲主要冰原以外的冰川平均每年損失約2700億噸冰。按照每人每天消耗3升淡水計(jì)算,這相當(dāng)于全球人口30年的淡水消耗量。研究報(bào)告主要作者之一、世界冰川監(jiān)測(cè)研究所所長(zhǎng)邁克爾·岑普表示,冰川消失不光帶來(lái)地形地貌上的變化,當(dāng)前,全球有數(shù)億人在一定程度上依賴(lài)冰川季節(jié)性融水。一旦冰川消失,供水會(huì)受到影響。冰川融化還會(huì)導(dǎo)致海平面上升,顯著增加沿海地區(qū)發(fā)生洪水的頻率。

2025年3月21日,是首個(gè)世界冰川日,世界氣象組織聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)表示,全球各地冰川正以前所未有的速度融化。僅在2024年,全球冰川就損失了4500億噸。自1975年以來(lái),冰川的融化累計(jì)達(dá)到9千億噸。按照融化速度,冰川可能在本世紀(jì)內(nèi)消失。聯(lián)合國(guó)大會(huì)已將2025年定為國(guó)際冰川保護(hù)年。

參考資料 >

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科學(xué)匯|南極冰山又雙叒脫落了!冰川融化地球會(huì)怎樣.錢(qián)江晚報(bào).2023-08-20

保存地球記憶的“老冰棍” ,鉆取冰芯是一種什么體驗(yàn)?.上觀新聞.2023-08-23

《普通地質(zhì)學(xué)》筆記.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局.2023-08-23

全球變暖中消融的主角,你真的了解它嗎?.科普中國(guó).2023-08-23

冰川的類(lèi)型與運(yùn)動(dòng)特點(diǎn).海南省海洋地質(zhì)調(diào)查局.2023-08-23

壯觀的祁連山七一冰川.張掖市人民政府.2023-08-23

你了解冰川的分類(lèi)嗎?.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所.2023-09-10

氣候變暖,會(huì)導(dǎo)致哪些地質(zhì)災(zāi)害?.地質(zhì)調(diào)查科普網(wǎng).2023-08-23

氣候變暖,會(huì)導(dǎo)致哪些地質(zhì)災(zāi)害?.中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)地球所.2023-08-23

每年近2700億噸冰消失!冰川加速融化促海平面持續(xù)上升.新華網(wǎng).2023-08-20

每年近2700億噸冰消失!冰川加速融化促海平面持續(xù)上升.光明網(wǎng).2023-08-23

冰川因澳洲山火變焦糖色,融化量或增30%.人民日?qǐng)?bào) .2023-08-23

受氣候變化影響 研究:新西蘭冰川可能在本世紀(jì)末消失.中國(guó)新聞網(wǎng).2023-08-20

科學(xué)家首次證實(shí)南極冰川臨界點(diǎn).中國(guó)科學(xué)報(bào).2023-09-10

英國(guó)研究人員首次證實(shí)南極冰川臨界點(diǎn).光明網(wǎng).2023-09-10

【看世界】格陵蘭島冰層消融加劇 或加速海平面上升.上觀新聞.2023-09-10

1000年來(lái)的最高溫!全球變暖影響到遙遠(yuǎn)的格陵蘭冰蓋頂部.澎湃新聞.2023-09-10

研究:喜馬拉雅冰川或在本世紀(jì)末消融80%,影響亞洲20億人.正觀新聞.2023-09-10

喜馬拉雅冰川或?qū)⑾?0%.陜西科技報(bào).2023-09-10

施雅風(fēng) “中國(guó)現(xiàn)代冰川之父”.學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó).2023-09-24

施雅風(fēng):冰川,勇敢者的事業(yè).中國(guó)科學(xué)院.2023-09-24

湖湘人物.湖南圖書(shū)館.2023-09-24

深切懷念謝自楚院士.國(guó)際歐亞科學(xué)院中國(guó)科學(xué)中心.2023-09-24

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90萬(wàn)年前的冰芯將為全球氣候變化提供佐證.新華網(wǎng).2023-09-24

地質(zhì)、地貌旅游資源.《中國(guó)西藏基本情況叢書(shū)—西藏旅游》.2023-08-23

晚潮|冰島,難忘的冰湖藍(lán).錢(qián)江晚報(bào).2023-08-23

阿根廷:擁有瀑布、冰川和新鮮空氣的海上國(guó)度.人民網(wǎng).2023-08-23

青藏高原冰芯庫(kù):紀(jì)錄全球氣候變化的“自然檔案”.金臺(tái)資訊.2023-09-24

冰芯破解大自然 幫助人類(lèi)“讀”懂自然環(huán)境變遷史.人民網(wǎng).2023-09-24

資料:影片《納尼亞傳奇2》影片幕后.新浪娛樂(lè).2023-08-19

納尼亞傳奇2:凱斯賓王子 The Chronicles of Narnia: Prince Caspian (2008).豆瓣電影.2023-08-19

冰川上的“殺人回憶”!這部懸疑電影全程在達(dá)古冰川拍攝,5月1日公映.紅星新聞.2023-08-19

電影《鮫在水中央》北京首映禮 獲贊獨(dú)具美學(xué)風(fēng)格與新犯罪類(lèi)型的藝術(shù)佳作.中國(guó)青年網(wǎng).2023-08-23

中國(guó)第四紀(jì)冰川遺跡陳列館.北京市人民政府.2023-08-19

我國(guó)五分之一冰川消融,西藏屢發(fā)冰崩災(zāi)害,西北干旱區(qū)水危機(jī)加劇.北晚在線(xiàn).2023-08-23

中國(guó)五分之一冰川已消融 西北干旱區(qū)水危機(jī)嚴(yán)峻.人民網(wǎng).2023-08-22

瑞士冰川融化速度太快 37年前失蹤登山者遺體被找到.光明網(wǎng).2023-08-23

瑞士冰川融化 37年前失蹤登山者遺體被找到.環(huán)球網(wǎng).2023-08-22

研究:全球冰川融化速度創(chuàng)紀(jì)錄.百家號(hào).2025-02-20

請(qǐng)完成下方驗(yàn)證后繼續(xù)操作.百家號(hào).2025-03-22

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