它被称为“地球雕刻师”,一点点塑造着山川的形状
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它被称为“地球雕刻师”,一点点塑造着山川的形状

冰川的运动不断“雕刻”着沿途的地貌,这位“雕刻师”从诞生到拿起“刻刀”,是个缓慢又奇特的过程。

01

孕育冰川的界线

晴朗的夏天,天山和祁连山麓的居民,能清晰地看到一条黑白分明的界线横过山腰,界线以上是银光闪烁的冰雪世界,这条界线就是雪线。确切地说,雪线是终年积雪区的下限,在雪线上,每年降落的雪刚好在当年融化完。

天山。图库版权图片,不授权转载

一个地方的雪线不是固定不变的,季节变化就能引起雪线的升降,只有夏天时雪线位置比较稳定,每年都恢复到比较固定的高度。由于这个缘故,测定雪线高度都在夏天最热的月份进行。

就世界范围来说,雪线是由赤道向两极降低的。雪线是一个重要的标志,它控制着冰川的发育和分布。只有山体高度超过该地的雪线,每年才会有多余的雪积累起来。年深日久,才能成为永久积雪和冰川发育的地区。

雪线,图片来源:维基百科

02

冰川活动的天平

发育成熟的冰川一般都有两个部分:粒雪盆冰舌,它们和冰川活动有着非常紧密的联系。

那么粒雪盆和冰舌都是如何形成的呢?

粒雪盆处于雪线以上,是冰川的积累区。天空降落的雪和从山坡上滑下的雪,在地形低洼、状如盆地的区域的不断积累形成了粒雪盆,它也是孕育冰川的摇篮

冰舌处于雪线以下,是冰川的消融区,它的形成有四个步骤:

第一步:雪花经过一系列变质作用,逐渐变成颗粒状的粒雪。粒雪之间有很多气道,这些气道彼此相通,因此粒雪层像海绵一样疏松。

第二步:有些地方的粒雪很厚,底部的粒雪在上层的重压下被压实,发生缓慢的沉降和重结晶作用,相互联结合并。同时,粒雪盆表面的融水下渗,部分就冻结起来,使粒雪的气道逐渐封闭,被包围在冰中的空气就此成为气泡。这种冰由于气泡含量较多,颜色发白,也有人专门把它叫作粒雪冰。

第三步:粒雪冰进一步受压、排出气泡,就变成了浅蓝色的冰川冰。

第四步:巨厚的冰川冰在本身压力和重力的联合作用下发生塑性流动,越过粒雪盆出口,蜿蜒而下,形成长短不一的冰舌。长大的冰舌可以延伸到山谷低处以至谷口外。

冰舌,图片来源:维基百科

粒雪盆和冰舌,二者好像天平的两端,共同控制着冰川的平衡,决定着冰川的活动。

03

地球“雕刻师”的“刻刀”

冰碛是冰川搬运和堆积的主要物质,也是冰川改变地球面貌的证据之一。

冰碛,图片来源:维基百科

水冻结成冰,体积会稍有增加,因此当融化的冰雪水晚上重新在岩石裂缝里冻结时,冰对周围岩体施展着强大的冻胀力,在这样强大的冻胀力面前不少岩石都破裂了。

寒冻风化作用不仅在山坡裸露的地方进行,在冰川底床也能进行。这是因为冰川底床有暂时的压力融水,融水渗入谷底岩石裂缝里,冻结时也产生强大的冻胀力。

寒冻风化作用不停地在山坡上和冰川底床制造松散的岩块碎屑,山坡上的碎屑在重力作用下滚落到冰川上,底床里的碎屑更容易被冰川挟带着一起流动。冰川挟带的岩石碎块通称为冰碛。

冰川表面的岩石碎块称为表碛,冰川内部的称为内碛,冰川底部的称为底碛,冰川两侧的则是侧碛。

侧碛(Lateral Moraine)、终碛(Terminal Moraine)和中碛(Medial Moraine),图片来源:Morgan Stanley

侧碛靠近山坡,岩石碎块的来源丰富,因而侧碛又高又大,像左右两道夹峙着冰川的巍巍城墙。到冰舌前端,两侧的侧碛大多交汇在一起,连成环形的终碛。终碛像高大的城堡,拱卫着冰川,攀登冰川的人,必须首先登临终碛,才能接近冰川。

并不是所有冰川都有终碛,运动迅速的冰川都没有终碛,冰川只有在一个地方长期停顿时,才能造成高大的终碛。两条冰川汇合时,相邻的两条侧碛合为一条中碛。树枝状山谷冰川表面中碛很多,整个冰川呈现黑白相间的条带状。

04

结语

冰川的形成是大自然的美妙杰作,而其自身的不断运动又使它拿起“刻刀”雕刻大自然。冰川的存在对地球有至关重要的作用,在全球变暖的今天,我们又有什么理由不去守护这些可爱的“雕刻师”呢?

出品|科普中国

作者|地球故事

监制|中国科普博览

选送单位:中国科学院计算机信息网络中心

本文封面图片及文内部分图片来自版权图库

图片内容不授权转载

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