第六章冰川地貌Chapter6GlacialLandforms一.冰川作用1.冰川注意:冰体不运动则不叫冰川,称为死冰。年平均气温在0℃以下的地区,降雪量大于融雪量,不断积累的积雪经一系列物理变化转化为冰川冰,并在自身的压力作用下向坡下运动,称为冰川。现代冰川占陆地面积的10%,总面积约1.6×107km2,总体积约2.6×107km3,占全球淡水资源的85%,若冰川全部融化,可以使海面上升66m。2.雪线年降雪量=年消融量的界限。3.影响雪线高度的因素:1)温度(低纬度/高纬度)2)降水量(补给与消融的关系)3)地形A.一般阴坡雪线低,阳坡雪线高B.地形气候雪线消融带Ablation——消融Firn——粒雪雪线蒸发与升华冰崩0102030405060708006km06北极圈南极圈北回归线南回归线赤道地球上的雪线分布高度(据卡列斯尼克)雪线位置最高不在赤道,而在南北半球的副热带高压带。原因是赤道附近降水量多。这两个地区温度对雪线的影响不如降水量影响大。接近赤道附近的东非乞力马札罗山,雪线高度4570~5425m;南纬20o~25o的安第斯山雪线高度达6400m。昆仑山雪线喜马拉雅山南坡雪线高度4400~4600m北坡雪线高度5800~5900m4.冰川的形成过程雪花粒雪粒雪冰颗粒状雪新雪落地后自动圆化晶体长大冰晶体力求使自己的表面自由能最小在地雪热力条件下,因水汽压力对于晶体的各个几何部位不平衡,使晶棱、晶角处发生升华,晶面及凹处凝华,导致晶体趋于球形0℃以下,大晶吞小晶温度接近融点时,再冻结作用使晶体合并粒雪冰川成冰作用运动粒雪密度增大,失去透气性冰0.5~0.8g/cm30.01~0.1g/cm35.冰川的运动1)冰川运动的前提条件冰层厚度≥临界厚度(每增加1个大气压,冰的融点降低0.0075oC)2)导致冰川运动的因素重力流山岳冰川压力流大陆冰川3)影响冰川运动速度大小的因素冰层厚度地形坡度冰面坡度冰川温度天山冰川长江源头--唐古拉山格拉丹东冰川末端天山最高峰——托木尔峰(海拔7435米)4)冰川的运动速度A.缓慢(数十~数百m/a)B.冰川各部分运动速度不同C.裂隙、褶皱Figure12.8MovementofaglacierCross-sectionalview格棱兰西北部冰盖前缘冰川沿剪切面向上滑动Figure12.9Crevassesonaglacier,lookingdownfromMountLogan,YukonTerritory,CanadaPhotobyC.C.Plummer.冰裂隙Figure12.10Crevassesalongthecourseofaglacier5)冰进、冰退A.冰进B.冰退托木尔峰冰川6.冰川作用1)冰蚀作用冰冻风化作用(冰劈)挖掘作用(Plucking,先压碎,后拔起。若冰层厚100m,压力可达90t/m2)磨蚀作用(Abrationaction)GlacialstriationinarockoutcropintheVanHornRangeinAlaska.MappingStriationsonaregionalscaleenablesgeologiststotracethedirectionoficemovement.Figure12.14StriatedandpolishedrocksurfaceinSouthAustralia.UnlikeglacialstriationscommonlyfoundinNorthAmerica,thiswascausedbylatePaleozoicglaciation.2)冰川的搬运作用表碛冰川的搬运能力极强,比流水大20倍,而且可以从低处向高处搬运。运动冰碛运动冰碛侧碛中碛内碛底碛中碛3)冰川的堆积作用底碛中碛侧碛尾碛二.冰川类型根据冰川的形态、规模、大小和所处的地形条件,可将冰川分为四类:1.山岳冰川在山区范围内形成、流动和消亡的冰川。1)冰斗冰川2)悬冰川3)山谷冰川冰斗冰川山谷冰川托木尔峰地区的悬冰川唐古拉山冰川雪峰连绵的祁连山祁连山“七一”冰川祁连山冰川的陡崖珠穆朗玛峰绒布冰川祁连山中段冰川融水补给的哈拉湖祁连山是我国现代冰川研究最早的地区之一;北坡的冰雪融水对于甘肃河西走廊的工农业用水有着重要的作用。现代冰川集中了全球淡水资源的85%。2.山麓冰川山谷冰川流出山口,漫流于山前平原之上,形成山麓冰川。3.大陆冰川面积巨大,冰层很厚,运动不受地形限制,覆盖了大片陆地的冰流。1)冰盾——冰川表面中心部位上凸2)冰盖——冰川表面随下伏地形起伏(范围更大)4.高原冰川发育在高原上的冰川。AntarcticaislocatedintheSouthernHemisphereandcovers13,824,000squarekilometers.Itisthefifthlargestlandmassontheglobe.Icecovers98%ofAntarctica.Thecontinentishometo70%ofEarth'sfreshwater,and91%ofEarth'sice.Theiceaverages2.3kilometersinthickness(1.5miles).Thethickesticeisabout4.8kilometersthick(almost3miles).Antarcticaifnoicecoveredthecontinent(modifiedfromBentley,1972).TwocontinentalicesheetsseparatedbytheTransantarcticMountains.TheEastIceSheetisland-based,meaningthatmostofitsbaseliesabovesealevel.Withouttheweightoftheice,thelandwouldriseevenmore(isostaticadjustment)andEastAntarcticawouldformasinglelargelandmassabovesealevel.TheWestIceSheetisamarine-basedicesheet.Thedifferencesbetweenthesetwoicesheetsareveryimportantforhowtheyrespondtothechangingglobalenvironment.TheEastOneisfairlystableandrespondstoenvironmentalchangesslowly,incontrast,theWestOnemaybecapableofchangingveryrapidly.南极冰山Figure12.5AnicebergoffthecoastofAntarctica.PhotobyC.C.Plummer.三、冰蚀地貌1.冰斗(Cirque)2.角峰(Horn)、刃脊(Arete)3.冰川谷(GlacialTrough)Figure12.16(A)Astream-carvedmountainlandscapebeforeglaciation.(B)ThesameareaduringglaciationRidgesandpeaksbecomesharperduetofrostwedging,(C)ThesameareaafterglaciationFigure12.18Developmentofrocksteps.(A)Valleyfloorbeforeglaciation.(B)Duringglaciation.(C)Rockstepsandrockbasinlakes,SierraNevada,California.冰川谷纵剖面形成机制图解R.冰坎;B.岩盆;E.扩张流区;C.压缩流区角峰冰川U型谷悬冰川4.悬谷(Hangingvalley)Tarn——冰斗湖Figure12.17AhangingvalleyinYosemiteNationalPark,California.PhotobyC.C.Plummer.5.冰川三角面、羊背石(Rochemoutonnee)6.冰蚀平原7.冰蚀阶地主要由冰川侵蚀形成的一种阶梯状地形。四.冰碛物及冰川堆积地貌1.冰碛物的基本特征(1)地形方面常构成尾碛垅,侧碛垅和底碛平原。在地形组合上,上游为冰蚀地形,下游为冰碛地形。(2)岩矿成分不稳定矿物多,长石含量较高。(3)岩相特点粒度成分冰碛物的分选性冰碛砾石的磨圆度冰碛砾石的表面形态冰川漂砾(GlacialErratic)冰碛物中的砂粒特征砾石的排列方向Figure12.24Unsorteddebris,includingboulders,transportedontopofandalongsideaglacierinPeru.Viewisdownglacier.2.冰碛地貌1)冰碛丘陵(基碛丘陵)基碛——表碛、内碛、中碛、底碛2)侧碛堤(垄)(Lateralmoraine)3)尾碛垄(Endmoraine)4)中碛垄(Middlemoraine)Figure12.27LookingdownvalleyinthePeruvianAndes.Lateralmorainealongsideaglacier.Anotherhighmorainetotheleftmarkstheformeredgeoftheglacier.Figure12.28Medialmorainesonvalleyglaciers,YukonTerritory,Canada.Iceisflowingtowardviewerandtolowerright.5)鼓丘(Drumlin)Figure12.30AdrumlininNewYorkstate.6)冰碛阶地五、冰水堆积地貌冰雪融化以后形成的水流称为冰水。在冰川区内,这种水流可以形成冰面河、冰下河、冰侧河及冰下湖、冰面湖等。大部分冰水最后经冰川前缘流出,形成冰前河流及冰前湖泊。上述各种水流形成的堆积物,统称冰水堆积物。1.冰砾阜及冰砾阜阶地1)冰砾阜(Kame)A.常分布在冰川边缘最近终碛的地方。B.结构C.成因2)冰砾阜阶地(KameTerrace)冰下河流冰洞2.锅穴(Kettle)3.蛇形丘(Esker)4.冰蘑菇后退碛底碛Figure12.31AneskerinnortheasternWashington.5.冰水扇6.冰水湖(Glacierlake)7.冰水冲积平原(Outwashplain)8.冰水阶地Esker——蛇形丘Kettle——锅穴终碛堤与冰水扇Figure12.33Varvesfromaformerglaciallake.Eachpairoflightanddarklayersrepresentsayear’sdeposition.Gradationsonrulerarecentimeters.外冲平原疏勒南山的冰碛湖冰川堰塞湖六.冰川地貌组合1.山岳冰川地貌组合(具有垂直分带性)1)冰蚀地貌带位于雪线以上,以冰斗、刃脊、角峰为主。2)冰蚀—冰碛地貌带位于雪线以下,尾碛垅以上,以冰谷、侧碛堤、冰碛丘陵、鼓丘为主。3)冰碛地貌带以尾碛垅为代表。4)冰水堆积地貌带尾碛垅以下,表现为冰水扇和外冲平原。2.大陆冰川地貌组合(具有水平分带性)1)冰蚀地貌带位于大陆冰川中央,如冰蚀平原。2)冰碛地貌带位于终碛堤以内,如冰碛丘陵。3)冰水堆积地貌带位于终碛堤以外,以外冲平原为代表。3.冰川阶地是一种阶梯状地形,阶地面由冰川作用形成,阶地陡坎由流水侵蚀形成。1)冰蚀阶地由基岩构成。阶地上有冰蚀地形(擦痕,羊背石,冰溜面,冰碛砾石)。2)冰碛—冰蚀阶地陡坎上部由冰碛物构成,下部由基岩构成,且基岩高度大于冰碛物高度。3)冰蚀—冰碛阶地基岩高度小于冰碛物高度。4)冰碛阶地由冰碛物构成的阶地。七、冻土地貌冻土——处于大陆性气候条件下的亚极