大学地理 地貌学 第五章 冰川地貌

第五章冰川地貌南极冰盖第一节冰川作用一、冰川冰川冰是多晶固体，具有塑性，受自身重力作用或冰层压力作用沿斜坡缓慢运动，就形成冰川(Glaciers)。据《中国冰川目录》和《WorldGlacierInventory》的最新统计，全球冰川面积15865756km2，在各大洲分布极不平衡。96.6%分布在南极洲和格陵兰岛，其次为北美洲（1.7%），亚洲(1.2%)，欧洲(0.3%)，南美洲(0.2%)按照冰川覆盖度，南极洲97.1%，格陵兰岛79.3%，北美洲1.3%，欧洲0.5%，亚洲0.4%，，南美洲0.1%，非洲除乞力马扎罗山外，基本无冰川覆盖。我国天山、喀喇昆仑山、昆仑山、念青唐古拉山和喜马拉雅山共发育33784条冰川，总面积46846km2,冰储量4692km3。天山冰川条数最多，昆仑山冰川面积和冰储量最大，冰川的特征冰川的发育与存在有长期性。冰川有运动性。这是冰川区别于其它自然冰体的最基本的特点。冰川运动是由于冰川冰的粘塑性决定的。冰川冰主要是固体降水经一系列物理过程演变而成，是一种特殊的变质冰。冰川是在大陆上形成，具有一定形态和规模的冰体。国际上通常把面积超过0.1km2冰川才列入统计对象。冰川的形成冰川形成的外部条件：较低的气温：使冰雪消融量减少或停止，增加固体降水在总降水量的比例丰富的固体降水：形成冰川的物质基础一定的地形条件：非决定条件。对于山地冰川而言，地形影响冰川的形成、发育、形态、规模。雪线海拔应高于雪线坡度过大，积雪无法停积以上山地为平缓山顶面，可形成平顶冰川或冰帽高于雪线300至500m，可形成冰斗冰川或悬冰川高于雪线千米以上，可形成大型山谷冰川冰川的形成内部因素雪的变质（粒雪化）成冰过程积雪(snow)变成冰川冰：粒雪化：雪花（snowflake）:孔隙大，密度小（0.01-0.1g/cm3）→粒雪(firnorneve（névé）：雪花枝角的升华，凹窝处的凝华；大晶体合并小晶体积雪(snow)变成冰川冰：通过粒雪化，积雪的孔隙度变小，密度变大（0.4-0.6g/cm3），松散的雪粒变成固结雪粒或聚合雪粒积雪(snow)变成冰川冰粒雪(firnorneve（névé）:)→冰川冰（glacialice)（0.8-0.9g/cm3）冷型变质：低温燥条件下，无融水渗浸，而由于冰层压力，下部粒雪层重结晶是，空气排出，孔隙封闭。晶粒小，常不足1mm。暖型变质：气温较高（约0℃）,冰雪消融，向内部渗浸，冻结成冰雪线（snowline）山区最热月积雪区的下限称雪线。雪线以上成为多年积雪区，雪线以下为季节积雪区。平衡线：冰川积累区和消融区的分界线Avalleyglacierasitwouldappearattheendofameltseason.Belowsnowline,glaciericeandsnowhavebeenlostduringthemeltingseason.Inthezoneofaccumulationabovethatline,firnisaddedtotheglacierfromthepreviouswintersnowfall.影响雪线的主要因素：温度、降水和地形。1．温度：温度越高，雪线越高；温度越低雪线越低。2．降水量：一般固态降水越多，雪线越低；固态降水越少，雪线越高。3．地形：地形地貌对雪线高度的影响主要表现在山势、坡向等方面。KilimanjaroAlps如赤道非洲雪线高度（乞力马扎罗山）为4570～5425m，阿尔卑斯山为2400～3200m.陡峻的山地，不利于冰雪的积累与保存，雪线位置相对较高；阴蔽的凹地或平缓的地势，有利于冰雪的积累，雪线位置较低。北半球南坡雪线位置比北坡高，二、冰川类型(typeofglaciers)按照冰川发育的气候条件和冰川温度状况，分为海洋型冰川和大陆型冰川。海洋型冰川称暖冰川(warmglaciers)冰雪补给充分，平衡线附近年降水量大于1000mm；冰川主体温度较高，10深处水温接近0℃；运动速度快，年运动约100m以上；平衡线分布低，冰雪消融强度大，冰川进退变化幅度大，冰蚀作用明显。我国喜山东段，念青唐古拉山东段，川滇横断山脉冰川。按照冰川发育的气候条件和冰川温度状况，分为海洋型冰川和大陆型冰川。大陆型冰川称冷冰川（coldglaciers），补给少，平衡线附过降水量不超过1000mm；温度低，平衡线附近年平均气温低于-8℃，冰温恒为负温；平衡线高，比海洋型冰川可高出1000m；消融弱，尾端进退幅度较小；运动速度缓慢，一般年运动约30~50m，侵蚀作用较弱我国天山、祁连山中部和东部，昆仑山、青藏高原内部山地，喜山中段北坡和西段均为大陆型冰川二、冰川类型(typeofglaciers)按照冰川的形态、规模及其所处的地形条件可以把冰川分为四种主要类型。山岳冰川(alpineglaciers,mountainglaciers)冰斗冰川(cirqueglaciers)悬冰川(suspendedglaciers)山谷冰川（valleyglaciers）山麓冰川(piedmontglaciers)大陆冰川(continentalglaciers)平顶冰川(mountainicecap)悬冰川山谷冰川山麓冰川PiedmontglaciersinsouthernAxelHeibergIsland.CanadianArctic.AerialphotoJ.Alean,1977.大陆冰川(continentalglaciers)主要发育在两极地区，由于面积广大和冰层巨厚，冰流不受下伏地形限制，由中央向四周作放射状流动。冰流下常掩埋规模宏大的山脉和低于海平面的盆地。如格陵兰和南极大陆冰盖(icesheet)。平顶平冰川，高原冰川，或冰帽（icecaps)。是大陆冰川与山岳冰川的一种过渡类型以上各种不同类型的冰川是可以互相转化的三冰川作用1、冰川运动：冰川内部运动和冰川底部滑动影响冰川运动速度的因素冰床坡度：冰床坡度越大，速度越快床面粗糙度：床面粗糙不平，摩擦阻力大，运动速度慢冰量与冰川厚度：冰川厚度或冰量越大，冰层压力越大,运动速度越快。巨大冰层压力下，冰的融点降低，底部冰融化，加快运动速度。温度：温度高，运动速度快，暖冰川比冷冰川速度快冰川横剖面运动速度中部运动速度最快，接近边缘时由于冰川床底和两侧岩壁摩擦力大，流速急剧减小。同一时间内，中部冰质点行程比两侧大，同一横部面上中部冰要比两侧相对年青在接近冰舌部分，速度方向呈放射状发散冰川垂直方向的运动速度表面速度快，向底部逐渐减小冰川纵剖面的运动速度一般山谷冰川两端速度小，从源头向下游增大，至粒雪线稍下达到最大值，然后向冰川末端减小。纵剖面上，由于冰床坡度变化，冰川运动速度也会发生一定的变化，在冰坎稍向下游一点，冰床坡度大而形成伸张流，速度快。槽谷束窄外速度增大，展宽处减小冰川速度在时间上的变化白天速度快，夜间速度慢夏季速度快，冬季速度慢有时粒雪盆中冰运动速度冬季增大，可能是由于冬季降雪积累积，压力增大的缘故。应该强调指出的是不论冰川运动速度以及方向、冰川厚度、冰床坡度等因素在时间和空间的变化多复杂，由于冰川地貌和冰碛物主要分布在冰川的两侧、前端及底部，因此我们主要关于这些冰川边缘地区的运动情况。这些地区冰体运动特点：运动速度慢边界限制，推挤力强冰体两侧及前缘受外界影响大，易融化、易冻结，受压力小冰体底部受外界影响小，因自身重力常处于塑性状态，受压力大。2、冰川作用冰川侵蚀作用(Glacialerosion)冰川搬运作用（Glacialtransportation）冰川堆积作用（Glacialdeposition）冰川的侵蚀作用冰的硬度小于大部分岩，纯冰的侵蚀力较弱；冰川的侵蚀能力主要由于其中的岩屑，但并非所有的岩屑，都能成为冰川侵蚀的工具。冰川的侵蚀作用拔蚀作用(plucking/quarrying)和磨蚀作用(abration)。冰川的搬运作用冰川搬运的碎屑物叫冰碛物（glacialmoraine）。侵蚀产生或由山坡上崩落内碛（Inside/Englacialmoranie）表碛(Surface/Supraglacialmoraine)底碛(Ground/Subglacialmoraine)侧碛(Lateralmoraine)中碛(Medialmoraine)终碛(Endmoraine)Supraglacialmorainefallingdownacrevasseandbecomingenglacialmoraineerraticboulders冰川沉积作用冰川沉积物的特点以机械碎屑物为主，无分选、无层理、大小混杂，大至直径几米的石块，小到粘土物质；碎屑颗粒具棱角，有的砾石表面有磨光面或冰擦痕，有的表面有压坑等冰碛物的判别成因-环境原则多指标综合原则第二节冰川地貌(Glaciallandforms)1、冰蚀地貌冰斗、刃脊和角峰U形谷或槽谷和峡湾羊背石Matterhorn,SwissEverest冰川谷的横剖面形似U形，故称U形谷，谷肩明显，谷壁平直而陡立。悬链式，是排泄冰最有效的几何形状冰川谷纵向上，U形谷上游相对较宽，下游较窄由于下游冰川消融，冰量减少，侵蚀能力降低冰川谷两侧山嘴被侵蚀削平形成冰蚀三角面(Truncatedspurs)UshapedvalleyandhangingvalleyUshapedvalleyandhangingvalleyMilfordSound-NewZealand-Mar012003ViewofMilfordSoundandthehangingvalleyofStirlingFalls峡湾（Fjords)挪威布道石前不久美国有线电视新闻网（CNN）旗下的旅游及生活网站CNNGO，评出全球50处最壮丽的自然景观，布道石名列首位布道石地处挪威南部，靠近斯塔万格市的吕瑟峡湾中部，是一块天然形成的巨石，突兀地直立于峡湾深处的崇山峻岭中，垂直落差604米，顶部有大约25平方米的平台。从远处看去，非常壮观。而走到近处，站在布道石平台上，俯瞰峡谷中的吕瑟峡湾（Lysefjord），那样的风景，真的不仅仅是壮丽可以形容。羊背石鲸背石whalebackrockTheseicesculptedrocksknownaswhalebacksshowwhichdirectiontheicewasflowingduringthePleistoceneorIceAgewhenlargecontinentalglaciersadvancedandthenretreated,inthiscasefromlefttoright.ManymountainsintheWhiteMountainshavethesamegeneralshape.AwhalebackatWhitefishFalls,Ontario.CourtesyofStaceyPuckering2、冰碛地貌冰碛丘陵侧碛堤终碛堤鼓丘HummockymoraineinKazakhstanLateralmoraine:Debrisdepositedalongthesideofaglacier,comprisingbothrockfalldebrisfromaboveanddebrisgroundupbyice-marginalprocesses.AnabandonedlateralmoraineleftwhentheglacierretreatedInthephotographabove,thelateralmoraineridgemarkstheedgeofapastglacierofmuchgreaterproportionsthantheoneexistingtoday.Thepresentglaciercanbeseentopleftoftheimage,andisclearlymuchreducedinsize.Terminalmorai