自然灾害系列-冰川

冰和冰水流雪线珠穆朗玛峰慕士塔格冬日的昆仑山•冰川是由于地球表面的终年积雪，在日照、升华、以及温度、压力等因素的影响下转化为冰川冰，并发生运动而形成的。•雪原降雪不能在一年之内全部融化或升华的地区，经过长年累月的累积就会形成终年积雪区，称为雪原。•雪线终年积雪区的下部界限称为雪线。•积雪厚度一般达到40m时，底部的雪就开始转化为冰川冰。•冰形成于雪线之上，但却可以运动到雪线以下。雪的密度为0.085g/cm3。•冰川冰的形成是一个长时间的复杂过程，雪经过融化、冻结和升华等作用逐渐地转变成粒雪，粒雪的密度大约在0.2—0.4g/cm3左右；在压力和结晶的继续作用下逐渐地变成冰川冰，冰川冰的密度为0.9g/cm3。•冰川冰在重力和上覆冰雪的压力作用发生运动，形成冰川。雪花转化为冰川冰的过程粒状雪雪冰冰川冰6.3.1冰川的类型•从大的方面，冰川可以分为两大类，大陆冰川和山岳冰川。•大陆冰川目前只有南极大陆和格陵兰发育有大陆冰川。其特点是盾状形态、厚度大、不受地貌影响、冰源区在大陆中部、辐射状流动。山岳冰川•山岳冰川发育在高山地区和雪线以上雪原中，可以划分为不同类型：•拱形冰川从同一源地向不同方向流出的冰川。•悬冰川位于陡峭的山坡上，填充在较小的盆地里，从盆地中伸出的短舌状冰川。•冰窝冰川形成于安乐椅。冰川的类型拱型冰川悬冰川冰窝冰川山岳冰川俯瞰6.3.2冰川体系•冰川运动的速率一般很低，其特点就是非常缓慢，在短时间里一般人很难察觉到，因此一开始人们以为冰川是不运动的。•各地区的冰川运动速率也很不一样，山岳冰川的运动速率一般是每年数十米到数百米不等，喜马拉雅山地区最大速率可以达到1300米/年。•大陆冰川的运动方式则是边缘部分较快，中间部分较慢。冰川运动冰川运动影响因素•地面坡度•冰川厚度与温度•地面的光滑度•融冰含量•冰川携带岩石碎块影响冰川运动示意图冰川运动的方式•冰川运动由两部分组成：•冰川内部的相对运动，由下向上递增；•冰川底部的滑动——底滑•其中底滑是主要底的。冰川剖面图及运动特征底滑内部运动由于冰川下部的流体各处快慢不同，上层坚脆的冰体強度很低，加上山岳两侧谷壁的摩擦力和冰川底下山岳地面的高低起伏地形，所以冰川表面发生许多冰隙。冰隙是冰川中最明显、最丰富的构造。冰川构造FoxGlacierisoneofthemosteasilyaccessibleglaciersintheworldwithaterminalfacejust5kilometers(3.1miles)fromthetownship.南极大陆边缘的冰裂缝冰川的变形特征6.3.3冰川和冰水流的作用•冰川对其底部岩石的破坏作用称为刨蚀。•由于冰川的压力和破坏，使底部岩石发生破碎，这些破碎的岩石在冰川的携带运动中更增加了冰川的刨蚀能力。其结果是使冰川底部岩石形成擦痕、沟槽。可以指示冰川运动的方向。冰川刨蚀作用冰川磨蚀作用•冰及其冻结在冰中的石块等，在流动时对底部和两侧的基岩进行刻划锉磨而破坏岩石，石块本身也可磨损破坏•冰川磨蚀过程中，岩粉又可作为磨料而将冰床底部突起的基岩表面磨得很光滑，形成冰溜面，往往保存象钉子形的磨蚀刻痕，称冰川擦痕•岩石的突出部分迎流面以磨蚀作用为主，背冰流面以刨蚀为主，被刨蚀成特征的长圆形突起—羊背石。冰川的刨蚀和磨蚀作用北京模式口冰川擦痕•在山岳冰川的刨蚀作用中常形成一些特殊的地貌，如围谷、冰斗、刃脊、角峰、U型谷等。•围谷冰川刨蚀形成的洼地•冰斗位于山坡处的漏斗状地形•刃脊被冰川刨蚀成陡峭的刃状山脊•角峰刃脊交会的山峰•U型谷冰川流动过程中对底部地形的改造形成的特殊地貌。冰蚀作用地貌产物冰斗刃脊刃脊冰斗角峰“U”型谷U型谷围谷冰蚀作用的地貌特征刃脊冰斗湖冰斗悬谷•冰川具有很强的搬运能力，由冰川所携带的粗大碎屑物称为冰川漂砾。其主要特征是表面常有冰川擦痕，并常有一面以上磨平面。•所有被冰川搬运和沉积的松散碎屑物都称为冰碛物。冰碛物按照其所在冰川中的位置，又可分为侧碛、中碛、内碛、底碛、终碛等。冰川搬运和沉积作用冰川中的各种冰碛物位置示意图A－侧碛，B－中碛，C－内碛，D－底碛，E－终碛•当冰川消融时，其携带的冰碛物就会沉积下来，形成冰水沉积。冰水沉积物主要有以下一些类型：•终端冰碛物冰川的前缘长期稳定在某一位置上，冰川所携带的碎屑物也长期堆积在冰川消融的前缘位置，使大量的冰碛物堆积成不同高度的堤或梁。在冰期过后可以形成堰塞湖泊。•后退碛冰川消融后退时的产物•鼓丘冰碛物所形成的一种不对称丘陵冰川堆积产物冰川消融及其产物冰水沉积平原冰碛.鼓丘蛇丘冰川底部的冰碛锅状陷落天山3号冰川的终碛堤冰川沉积物特点八大处冰川漂砾冰川砾石冰川砾石冰川砾石庐山第四纪冰川产物冰川纹泥冰水沉积物纹泥6.3.4地质历史中的冰川与环境效应•在地质历史中有多次全球规模的冰期，并且发育了分布广泛的大陆冰川。•对人类影响最大的是第四纪冰川的发育，从新第三纪末期开始至今有四次较大冰期:群智、民德、里斯、玉木。在两次冰期之间为间冰期。•最后一次冰期玉木冰期至今大约20000—15000年。历史中的冰川北半球第四纪大陆冰川的主要分布区（图中白色区域）•晚古生代有一次大规模的冰川活动，占据了曾经连为一体的南大陆（冈瓦纳古陆），包括现在的南极洲、澳洲、非洲、南美洲和印度次大陆。这一冰川活动也是晚古生代以后，冈瓦纳古陆解体的一个证据。•有资料表明早古生代也有一次较大的冰川活动。•前寒武纪冰川活动也很频繁，我国的主要冰碛岩主要是形成于至今大约700Ma的震旦纪，分布广泛。石炭－二叠纪冰川分布Snowball雪球构造•冰川作用对海平面的变化乃至对地球气候都有巨大影响，由赤道流向极区的洋流带去大量的热，而从高纬度区来的洋流则有相反的效应，使靠近的大陆变冷。海平面的变化，升高或降低，对洋流系统有实质性的影响。这些变化将直接影响气温、降水等，并使生物界的面貌发生巨大变化，同时造成人类生存环境的变化。冰川的环境效应冰川发生的原因•天文假说太阳系在银河系中的位置、太阳黑子活动、宇宙尘等因素有关。•大气成分变化主要与CO2的含量有关，即CO2的温室效应。•海平面的变化是冰川活动的原因还是结果尚未研究清楚。较大的可能性是结果。•实际上地球历史中的冰川活动并未发现明显的周期性，因此冰川活动的成因还有待进一步的研究。6.3.5冻土带•在一些寒冷地区，地下的冰冻岩石或泥土在夏季也不能消融，成为永久的冻土带，往往会形成一些特殊的地貌。•鼓包较为潮湿的、透热性较好的地区首先冻结鼓起，形成鼓包。绒布冰川前沿积水形成的鼓包•多角形石滩由石块下动土的反复作用形成的。•泥流阶地山坡上冻土在夏天消融时发生缓慢的塑-粘性流动所形成的。•泥流阶地山坡上冻土在夏天消融时发生缓慢的塑-粘性流动所形成的。•思考题：•冰川有哪些主要类型？•冰川的刨蚀作用及刨蚀地貌。•冰碛物的类型及成因。•冰水沉积物的主要特点是什么？•地质历史中的主要冰川事件发生在什么时代？•冻土带的主要地貌及其成因。