第六節(jié) 冰川及冰川作用

第六節(jié)冰川與冰川作用

冰川的形成

冰川類型

冰川對地理環(huán)境的影響

在高緯度和高山地區(qū)，氣候寒冷，年平均溫度多處于0℃以下，地表常被冰雪（冰川）覆蓋。冰川是指發(fā)生在陸地上，由大氣固態(tài)降水演變而成的，通常處于運動狀態(tài)的天然冰體。它隨氣候變化而變化，但不是在短期內(nèi)形成或消亡。雪線觸及地面是發(fā)生冰川的必要條件。因此，冰川是極地氣候和高山氣候的產(chǎn)物。冰川是冰圈的主體。

全世界現(xiàn)代冰川和凍土分布面積分別為1623萬平方千米及3500萬平方千米，各占陸地面積的11％和24％。我國現(xiàn)代冰川面積約5．86萬平方千米，凍土面積約有215萬平方千米，它們的總面積占全國面積的23％強。在第四紀最大冰期時，世界上冰川、凍土作用區(qū)的面積更為廣大。因此，對冰川與凍土地貌的研究，具有重要的理論意義和實踐價值?！氨ɑ罨币惶柋?、雪線與成冰作用

昆侖山雪線

雪線(snowline)指的是某一個海拔高度，在這個高度上，每年降落的雪剛好在當年融化完。

一、冰川(glacier)的形成

一個地方的雪線位置不是固定不變的。季節(jié)變化就能引起雪線的升降，這種臨時現(xiàn)象叫做季節(jié)雪線。只有夏天雪線位置比較穩(wěn)定，每年都回復到比較固定的高度，由于這個緣故，測定雪線高度都在夏天最熱月進行。

一、冰川(glacier)的形成1、雪線與成冰作用

就世界范圍來說，雪線是由赤道向兩極降低的。珠穆朗瑪峰北坡雪線高度在6000米左右，而在南北極，雪線就降低在海平面上。雪線是冰川學上一個重要的標志，它控制著冰川的發(fā)育和分布。只有山體高度超過該地的雪線，每年才會有多余的雪積累起來。年深日久，才能成為永久積雪和冰川發(fā)育的地區(qū)。

一、冰川(glacier)的形成1、雪線與成冰作用

雪線以上的區(qū)域，從天空降落的雪和從山坡上滑下的雪，容易在地形低洼的地方聚集起來。由于低洼的地形一般都是狀如盆地，所以冰川學上稱其為粒雪盆(firnbasin)。

一、冰川(glacier)的形成1、雪線與成冰作用

粒雪盆粒雪盆是冰川的搖籃。聚積在粒雪盆里的雪，經(jīng)過一系列的“變質(zhì)”作用而形成冰川冰(glacierice)，這個過程稱為成冰作用(glaciericeprocesses)。一、冰川(glacier)的形成1、雪線與成冰作用

新降的雪為放射狀的多棱角形。雪的導熱率很低，當氣溫低于積雪和土體溫度時雪層中的水汽就向上擴散，使上層水汽增多，達到飽和狀態(tài)時便凝華，形成晶體并不斷增大。當氣溫和積雪溫度相差不大，曲率半徑大的雪花晶粒表面的水汽將因飽和而凝結(jié)，曲率半徑小的晶粒將因未飽和而升華。這樣使得小晶粒縮小乃至消失，大晶粒增大而圓化成為大體圓球狀雪粒，稱之為粒雪(firn)。雪與粒雪晶粒之間的孔隙，與大氣相連通。在變質(zhì)成冰過程中，總的趨向是密度不斷增大，孔隙率不斷降低。

一、冰川(glacier)的形成1、雪線與成冰作用

新雪的密度只有0．01—0．1克／立方厘米，而粒雪的密度已增至0．4—0．7克／立方厘米。一旦孔隙完全封閉成氣泡，晶粒間失去透氣性和透水性，則認為粒雪變成了冰川冰。此時，冰的密度達0．83-0．91克／立方厘米。一、冰川(glacier)的形成1、雪線與成冰作用

運動是冰川區(qū)別于其他自然界冰體的最主要特征。冰川運動主要通過冰川內(nèi)部的塑性變形和塊體滑動來實現(xiàn)。一、冰川(glacier)的形成2、冰川的運動

導致冰川運動的力源主要是重力和壓力。取決于底床坡度而流動叫重力流，多見于山岳冰川(mountainglacier)；取決于冰面坡度而流動叫壓力流，多見于大陸冰蓋(continentalicesheet)。一、冰川(glacier)的形成2、冰川的運動

冰川運動的速度取決于冰川的厚度，冰床或冰面坡度，兩者成正比關系。冰川的流動速度是非常緩慢的，肉眼不易覺察。山岳冰川流速一般為每年幾米到一百多米。例如，中國天山冰川流速10-20米／年；珠穆朗瑪峰北坡的絨布冰川，中游最大流速為117米／年。

一、冰川(glacier)的形成2、冰川的運動

世界上有些冰川在短期內(nèi)出現(xiàn)爆發(fā)式的前進，如1953年3月21至6月11日不到三個月，喀喇昆侖山南坡的斯塔克河源的庫西亞冰川前進了12千米，平均每天113米；西藏南迦巴瓦峰西坡的則隆弄冰川，在1950年8月15日(藏歷七月初二)晚，冰川突然前進，數(shù)小時內(nèi)冰川末端由原來海拔3650米處前進至海拔2750米的雅魯藏布江河谷，前進水平距離達4．8千米，形成數(shù)十米高的攔江冰壩，使江水斷流。一、冰川(glacier)的形成2、冰川的運動

冰川運動的速度在冰川各部分是不同的。從冰川的縱剖面來看，中游流速大于下游；從橫剖面來看，冰川中央流速大于兩側(cè)；從垂直剖面來看，冰舌部分以冰面最大，向下逐步減少，而在冰雪補給區(qū)則因下部受壓大，故最大流速常位于下層離冰床一定距離的地方(在冰川最底部因為和冰床摩擦速度降低)。由于冰川表面各點運動速度的差異，因而冰面上常產(chǎn)生各種裂隙。

一、冰川(glacier)的形成2、冰川的運動

冰裂隙(crevasse)

冰川的運動速度及末端的進退，往往反映了冰川物質(zhì)平衡的變化。當冰川的積累量與消融量處于平衡時，冰川停滯穩(wěn)定。隨著氣候的變化，若降雪增多，冰川積累量加大，就會導致冰川流速變快，并以動力波的方式向下傳播，冰舌末端向前推進；反之，若冰川補給量減少或消融量增加，則冰川流速相應減小，冰川后退。一、冰川(glacier)的形成2、冰川的運動

1、冰川的形態(tài)分類按照冰川的形態(tài)和規(guī)模，地球上的冰川基本上分為兩大類，即大陸冰川(continentalglacier)和山岳冰川(mountainglacier)

。二、冰川的分類（1）．大陸冰川是不受地形約束而發(fā)育的冰川。大陸冰川又叫大陸冰蓋，也稱極地冰蓋，簡稱冰蓋(icesheet)，國際上習慣把超過50000平方千米面積的冰川才當作冰蓋。目前，世界上主要是南極和格陵蘭兩大冰蓋。二、冰川的分類二、冰川的分類冰蓋冰川

南極冰蓋最為巨大，包括邊緣分布著的冰架(iceshelf)在內(nèi)，總面積達1380萬平方千米，平均厚度為720—2200米，最大厚度達4267米。二、冰川的分類

整個南極大陸幾乎都被永久冰雪所覆蓋，只有極少數(shù)山峰突出于冰面之上，稱為冰原石山(nunatak)。冰蓋邊緣有一些沒有脫離冰蓋的大冰流伸向海中，并漂浮于海上，有的可延伸幾百千米，雖然冰體是運動著的，但其范圍基本是穩(wěn)定的，這叫冰架，或稱冰棚。在冰蓋邊緣的其他地方也常有一些冰舌伸入海上，這就是流動速度較快的溢出冰川。冰架和溢出冰川都是陸緣冰，它們的前端由于消融而崩解，使大小不等的冰塊在海上漂流，稱為冰山(iceberg)。二、冰川的分類冰原石山格陵蘭冰蓋面積170萬平方千米，由南北兩個大冰穹組成，冰蓋最大厚度3411米，其邊緣沒有大冰架，而溢出冰川甚多。二、冰川的分類（2）．山岳冰川它是完全受地形約束而發(fā)育的冰川。主要分布于地球的中低緯高山地帶，其中，亞洲山區(qū)最發(fā)達。山岳冰川發(fā)育于雪線以上的常年積雪區(qū)，沿山坡或槽谷呈線狀向下游緩慢流動。根據(jù)冰川形態(tài)、發(fā)育階段和地貌特征的差異，山岳冰川進一步分為多種類型。二、冰川的分類

1)、懸冰川(hangingglacier)這是山岳冰川中數(shù)量最多但體積最小的冰川，成群見于雪線高度附近的山坡上，像盾牌似的懸掛在陡坡上，其前端冰體稍厚，沒有明顯的粒雪盆與冰舌的分化，厚度一般只有一二十米，面積不超過1平方千米。對氣候變化反應敏感，容易消退或擴展。二、冰川的分類（2）．山岳冰川

懸冰川懸冰川

2)、冰斗冰川(cirqueglacier)分布在河谷源頭或谷地兩側(cè)圍椅狀的凹洼處，冰斗底部平坦，而壁龕陡峻。冰體越過冰坎呈短小冰舌溢出冰斗，懸掛在斗口。冰斗冰川面積一般在數(shù)平方千米左右。二、冰川的分類（2）．山岳冰川

冰斗冰川冰斗冰川

3)、山谷冰川(valleyglacier)是山岳冰川中發(fā)育最成熟的類型，具有山岳冰川的全部作用功能。山谷冰川具有明顯而完整的粒雪盆和伸入谷地中的長大冰舌，冰川長度達到數(shù)千米至數(shù)十千米，冰川厚度為數(shù)百米。二、冰川的分類（2）．山岳冰川

3)、山谷冰川以雪線為界，山谷冰川具有明顯的冰雪積累區(qū)和消融區(qū)，分別表現(xiàn)為粒雪盆和長大冰舌。它像河流那樣順谷而下，沿途還可接納支冰川匯入，組合為規(guī)模更大的復式山谷冰川、樹枝狀山谷冰川。二、冰川的分類（2）．山岳冰川

山谷冰川山谷冰川山谷冰川4)、山麓冰川(piedmontglacier)巨大的山谷冰川從山地流出，在山麓地帶冰舌擴展或匯合成大片廣闊的冰體，叫山麓冰川?，F(xiàn)代山麓冰川只存在于極地或高緯地區(qū)，如阿拉斯加、冰島等。阿拉斯加的馬拉斯平冰川是條著名的山麓冰川，它由12條冰川匯合而成，山麓部分的冰川面積達2682平方千米，冰川最厚達615米。二、冰川的分類（2）．山岳冰川

山麓冰川山麓冰川5)、平頂冰川(flat-toppedglacier)是山岳冰川與大陸冰蓋的一種過渡類型，它發(fā)育在起伏和緩的高原和高山夷平面上，故又名高原冰川或高山冰帽(mountainice-cap)。有時，在平頂冰川的周圍常伸出若干短小的冰舌。這類冰川規(guī)模差別很大，其面積自數(shù)十至數(shù)千平方千米不等。如我國祁連山最大的平頂冰川土爾根大坂山的敦德冰川，面積為57平方千米。二、冰川的分類（2）．山岳冰川

根據(jù)冰川活動層(由冰川表面以下至15—20米深度內(nèi))以下的恒溫層所特有的熱力特征，將冰川分為三類：暖型、冷型和過渡型。二、冰川的分類2、冰川的物理分類(1)、暖型冰川(temperateglacier)冰川上部的活動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的等溫狀態(tài)(℃附近)，只有冬季上層幾米處于負溫。在冰內(nèi)或冰下通道里有大量融水存在，由于冰川底部有一層融水，使冰川運動速度較大，年運動速度達100米或更大。雪線較低，冰舌可下伸入森林帶，冰川進退幅度大，冰川地質(zhì)作用較強。二、冰川的分類2、冰川的物理分類(2)、冷型冰川(coldglacier)在極地或溫帶某些山岳冰川中，不僅冰川活動層的溫度很低，恒溫層內(nèi)溫度也明顯低于冰融點溫度。冰體直到很大深度都是負溫，主體溫度常在－1℃~－10℃以下。冰川里幾乎沒有融水可起潤滑作用，所以冰川