冰川消融

目錄

[隱藏顯現(xiàn)]

1 基本簡(jiǎn)介

2 作用方式

3 冰川好處

4 面臨狀況

5 變化意義

6 其他影響

7 抑制消融

8 延緩問(wèn)題

9 主要學(xué)者

冰川活動(dòng)對(duì)地表巖石和地形的破壞和建造作用的總稱(chēng)。包括冰蝕作用、搬運(yùn)作用和沉積作用。冰川地質(zhì)作用在極地、高緯度和高山寒冷地區(qū)占顯著地位。

冰蝕作用

冰川活動(dòng)破壞組成冰床的巖石和地形的作用，又稱(chēng)刨蝕作用。冰蝕包括掘蝕和磨蝕兩種作用方式,而幾乎沒(méi)有溶蝕作用。冰床附近的冰體因受擠壓,融點(diǎn)降低融化成水,滲入下伏冰床的裂隙或孔隙中,水體因壓力降低而凍結(jié)。隨冰體和融水的反復(fù)融化和凍結(jié)，它們的體積反復(fù)收縮和膨脹，致使組成冰床的基巖或土體發(fā)生崩解。崩解的碎屑（包括原來(lái)的碎屑）又會(huì)被再凍結(jié),并入冰川中,并隨冰川遷移。以后新鮮冰床繼續(xù)重復(fù)遭受上述作用，不斷加深拓寬，這種作用稱(chēng)為掘蝕。發(fā)育于降水量充沛的海洋性氣候下的溫冰川(海洋性冰川)和發(fā)育于降水量小的大陸性氣候下的冷冰川（大陸性冰川），掘蝕作用的強(qiáng)度有明顯差異。前者的溫度以接近融點(diǎn)為特點(diǎn)，其底部融水充沛，掘蝕作用特別強(qiáng)烈；后者的溫度以低于融點(diǎn)為特點(diǎn)，其底部融水貧乏，掘蝕作用極弱。此外，冰川在運(yùn)動(dòng)途中，因自身產(chǎn)生的強(qiáng)大擠壓力，所挾帶的巖屑對(duì)冰床進(jìn)行研磨，使基巖床面和巖屑都遭受磨損，這種作用稱(chēng)為磨蝕。因溫冰川的掘蝕作用比冷冰川強(qiáng)烈，其底部挾帶的巖屑較多，此外，它可沿冰床滑動(dòng)，所以溫冰川的磨蝕作用比冷冰川強(qiáng)烈。冰蝕作用可以塑造出一系列特殊地貌。在山岳冰川地區(qū)最常見(jiàn)的冰蝕地貌有:橫剖面呈U型的冰川谷，狀如圍椅的冰斗，金字塔形的角峰,山脊薄如刀刃的刃脊，光滑平整并具有多組刻痕的冰溜面，以及狀似伏于地面的羊背的羊背石等。

冰川搬運(yùn)作用

冰川在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中把它攜帶的碎屑物轉(zhuǎn)移到他處。冰川搬運(yùn)的物質(zhì)稱(chēng)為冰運(yùn)物。冰川除含有大量由冰蝕作用產(chǎn)生的各種粒級(jí)的碎屑物外，還接收了來(lái)自?xún)蓚?cè)谷坡由冰凍風(fēng)化和斜坡重力作用產(chǎn)生的碎屑物。溫冰川中碎屑物的含量大大超過(guò)冷冰川。即使是冷冰川，碎屑物含量也可達(dá)60％。這些碎屑物主要分布在冰川的底部及其兩側(cè),其內(nèi)部和表層也有碎屑物分布。

冰川搬運(yùn)能力很大，可將粒徑10～20米以上的巨大巖塊搬走。粒徑大于1米的巖塊稱(chēng)為冰川漂礫。冰川的搬運(yùn)作用包括載運(yùn)和推運(yùn)兩種方式。冰川運(yùn)動(dòng)時(shí)，冰川內(nèi)部和表面的碎屑物都會(huì)隨冰川遷移,猶如傳送帶傳送物體,這種搬運(yùn)方式叫載運(yùn)。載運(yùn)是冰川搬運(yùn)作用的主要方式。冰川載運(yùn)物的移動(dòng)路線是由冰川冰質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡決定的。由于冰床是不平整的斜面，冰川冰質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡隨冰床形態(tài)的變化而變化。在冰床凸出部位,冰體受引張應(yīng)力,上覆冰層對(duì)下伏冰層沿兩者間傾斜界面向下滑動(dòng)；而在床面凹陷部位，冰層受擠壓應(yīng)力，上覆冰層對(duì)下伏冰層沿兩者間傾斜界面朝上逆沖。因此位于冰川底部的碎屑物也可以上升到冰面上。此外，冰川冰質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡在平面上可以作側(cè)向散射，散射角一般為2°～10°,最大達(dá)20°～60°。推運(yùn)是冰川前端以巨大的推力將冰川前端地面上巖屑向前推進(jìn)，這種搬運(yùn)方式只發(fā)生在冰川前端位置前進(jìn)的條件下。由于冰川是固態(tài)物質(zhì)，冰運(yùn)物相對(duì)位置在搬運(yùn)途中很少變化，因此冰川搬運(yùn)作用不具按大小、比重的分選現(xiàn)象。

冰川沉積作用

包括融墜、推進(jìn)和停積等 3種方式。融墜是指由于冰川表層或邊緣部分消融，從其中散落的碎屑物就地進(jìn)行堆積的一種沉積方式。當(dāng)冰川前端位置向前推移時(shí)，它會(huì)象推土機(jī)那樣把鏟刮的物質(zhì)堆積起來(lái)，這種沉積方式稱(chēng)為推進(jìn)。此外，若冰川在運(yùn)動(dòng)途中遇到障礙物，受擠壓，融點(diǎn)降低而融化，散布其中的碎屑物就地堆積，這種沉積方式稱(chēng)為停積。

由冰川直接堆積的沉積物稱(chēng)為冰磧，具有不顯層理、碎屑大小混雜、磨圓度差等特點(diǎn)。冰磧常構(gòu)成一系列堤形地貌。沉積在冰川兩側(cè)谷坡上的冰磧(堤)叫側(cè)磧(堤)。組成側(cè)磧的冰磧主要由融墜產(chǎn)生。有些地區(qū)谷坡不同高度上存在多道側(cè)磧（堤），反映它們或是同一冰期不同融化階段的產(chǎn)物，或是不同冰期的產(chǎn)物。沉積在冰舌前端的冰磧（堤）稱(chēng)終磧（堤），又稱(chēng)前磧（堤）或尾磧（堤）。它是冰川處于暫時(shí)穩(wěn)定時(shí)期，冰川前端的補(bǔ)給量與消融量達(dá)到平衡的條件下沉積的。有些地區(qū)存在多個(gè)終磧（堤），同樣反映它們可以是同一冰期，也可以是不同冰期的產(chǎn)物。終磧（堤）的位置和大小可以指示冰川前端曾經(jīng)停滯的位置和持續(xù)的時(shí)間。側(cè)磧（堤）末端常與某個(gè)終磧（堤）相連，則證明它們它是同一次冰川融化階段的產(chǎn)物。此外，它冰川前端向前推進(jìn)過(guò)程中可能形成新的終磧，即由推進(jìn)堆積的產(chǎn)物覆蓋于老的終磧之上；也可能破壞老的終磧。沉積在冰床底部的冰磧稱(chēng)底磧（又稱(chēng)下磧）。它是停積作用產(chǎn)生的。冰川融化后，原來(lái)分布在冰川表面和內(nèi)部的冰磧物墜落到原先形成的底磧之上，全稱(chēng)基磧。 冰水沉積作用 冰川融水（冰水）產(chǎn)生的沉積作用。在冰川表面、底部和兩側(cè)都有冰水溪流。當(dāng)冰川處于后退階段，冰水更為發(fā)育。冰水沉積分2類(lèi):①冰川接觸沉積(也稱(chēng)冰界沉積)，指冰川區(qū)內(nèi)或緊鄰地區(qū)，冰水與冰川共存、緊密接觸，冰水沉積物與冰磧物相互混雜、交叉重疊的一種冰水沉積。這種沉積物還經(jīng)常受到冰流攪動(dòng)或發(fā)生崩塌變形。冰川接觸沉積物常構(gòu)成丘狀冰礫阜、平臺(tái)狀的冰阜階地、圓坑狀的鍋穴、長(zhǎng)堤狀的蛇形丘等各種地貌。②冰前沉積，是冰水流出冰川以后在冰川外圍的冰水沉積。包括冰水河流沉積和冰湖沉積。冰水河流沉積常形成由沙、礫石構(gòu)成的扇形體，稱(chēng)為冰水扇。若干冰水扇聯(lián)合而成波狀起伏的傾斜平原，稱(chēng)冰水沖積平原(又叫外沖平原)。冰湖沉積包括三角洲沉積、湖濱沉積和湖底沉積。冰湖底部沉積是冰湖沉積的典型代表。它具有清晰的韻律層理，由夏季沉積的淺色粗粒（細(xì)沙、粉沙）層和冬季沉積的深色細(xì)粒（亞粘土、粘土）層互層組成，通常稱(chēng)紋泥或季候泥。]

(1) 地球是個(gè)有水的星球，同時(shí)又有著適宜的溫度，水可以在液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)之間進(jìn)行循環(huán)。固態(tài)的水主要以冰川的形式出現(xiàn)在地球上。而冰川與地球環(huán)境的變遷又有著密切的關(guān)系，影響著氣候，也影響著生命的存在。

(2) 地球上絕大部分的淡水，以冰的形式保存在南北兩極和一些高海拔的山地上，這是地球上的固體水庫(kù)。這種水庫(kù)的運(yùn)行受到地球氣候變化的影響，同時(shí)它也反過(guò)來(lái)影響著周?chē)沫h(huán)境。而發(fā)育在中緯度地區(qū)的山地冰川又象是一座座水塔，哺育著眾多的大江大河，冰川——從某種意義上來(lái)說(shuō)就是江河之源。

(3)在全球氣候不斷變暖的今天，人類(lèi)迫切需要了解較長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)地球氣候變化的規(guī)律。而冰川作為固體水庫(kù)，它厚達(dá)數(shù)十米乃至數(shù)千米的冰層記錄了長(zhǎng)時(shí)間的氣候變化。人類(lèi)通過(guò)對(duì)冰芯的研究，可以精確地了解過(guò)去70萬(wàn)年以來(lái)地球上的氣候信息。冰芯，被稱(chēng)做是記錄氣候變化的指針。

全世界的冰川總面積大約為1500萬(wàn)平方公里，中國(guó)大約6萬(wàn)平方公里，這些冰川與人類(lèi)活動(dòng)關(guān)系密切，其進(jìn)退變化與生活在山地周?chē)娜祟?lèi)關(guān)系更加密切。

從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，全球變暖趨勢(shì)加快，冰川的融化也在加快。據(jù)觀測(cè)資料顯示，中國(guó)有近5萬(wàn)條冰川，其中的80％都在退縮，科學(xué)家預(yù)計(jì)有些小冰川退縮得越來(lái)越快，預(yù)計(jì)在十幾年或者幾十年內(nèi)可能消失。

小冰川一般是指面積在2平方公里以下、長(zhǎng)度也在2公里以下的冰川。玉龍雪山的冰川就比較小，可能會(huì)在30年內(nèi)消失。但有些大冰川不會(huì)消融得那么快，中國(guó)最大的冰川有40公里長(zhǎng)。山地冰川中較大的也不可能在幾十年、甚至一百年中消失。

冰川變化對(duì)海平面升降有重要影響。據(jù)國(guó)際政府間氣候變化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)(ipcc)最新評(píng)估報(bào)告，自末次冰期最盛期(距今約2萬(wàn)年)以來(lái)，全球海平面平均上升了120米，其主要原因是北美和歐亞大陸冰蓋消亡和其他冰川大量消融，使陸地上的水體大量轉(zhuǎn)入海洋。20世紀(jì)山地冰川和冰帽的消融使海平面平均每年止升0.2毫米~0.4毫米，而格陵蘭冰蓋每年使海平面上升0毫米~0.1毫米，南極冰蓋則為每年-0.2毫米~0毫米(實(shí)際未使海平面上升)。右見(jiàn)，雖然山地冰川和冰帽冰儲(chǔ)量很小，但因消融強(qiáng)烈，對(duì)海平面上升的影響大于極地冰蓋。隨著全球氣候變暖，不僅山地冰川和冰帽的消融進(jìn)一步加劇，極地冰蓋的消融也日漸增強(qiáng)。據(jù)ipcc估計(jì)，21世紀(jì)僅山地冰川和冰帽的消融，就將使海平面上升0.01米~0.23米。值得重視的是，如果氣候持續(xù)變暖，除冰川融化量增大外，冰川內(nèi)部溫度升高會(huì)導(dǎo)致冰體流動(dòng)加速，甚至可使冰川解體。這種危險(xiǎn)對(duì)西南極冰蓋猶為突出，因?yàn)樵摫w底下是一些島嶼而不是連貫的陸地，這種“海上冰蓋”的穩(wěn)定性極差。按目前各冰川體積計(jì)算，南極冰蓋若全部融化，將會(huì)使全球海平面上升約65米。那時(shí)，人類(lèi)生存的陸地還能有多大呢？

另外，冰川變化對(duì)全球地表熱量平衡、大氣環(huán)流和海洋洋流也有重要影響。由于冰雪對(duì)太陽(yáng)輻射有強(qiáng)烈的反射效應(yīng)，冰川面積大規(guī)模變化會(huì)引起地表輻射和熱量失衡，從而導(dǎo)致大氣環(huán)流的改變。極地冰蓋大量融化產(chǎn)生的冷水注入海洋將使原來(lái)洋流格局發(fā)生變化，以致于改變海洋和大氣的相互作用狀態(tài)，進(jìn)而影響全球氣候。

高山冰川強(qiáng)烈融化還會(huì)導(dǎo)致一些自然災(zāi)害的發(fā)生。例如，冰湖潰決、洪水、冰川泥石流等，在青藏高原東南部和喜馬拉雅山等地區(qū)較為突出。歐洲阿爾卑斯山等地區(qū)冰川融水是重要的水電資源，冰川變化對(duì)能源供給影響巨大。

冰川消融帶來(lái)的主要影響首先是，冰川融水，注入海洋，導(dǎo)致海平面升高，近期各大媒體也發(fā)布了海平面上升將導(dǎo)致全球3000多城市被淹沒(méi)的消息；

其次，冰川消融還會(huì)導(dǎo)致固體水資源的儲(chǔ)量減少，造成水資源短缺。這方面受影響較大的是我國(guó)的干旱地區(qū)，比如新疆的南疆，那里的農(nóng)業(yè)和牧業(yè)主要依靠雪山融水，塔里木河與河西走廊也主要取決于冰川補(bǔ)給；

還有研究稱(chēng)，冰川融化會(huì)釋放病毒，給人類(lèi)帶來(lái)毀滅性的災(zāi)難。科研人員在從極地鉆取的冰芯中發(fā)現(xiàn)，其中含有古老的病毒，而且經(jīng)過(guò)了幾千萬(wàn)年，這些病毒居然還是活的。他們認(rèn)為，極地冰川是古老病毒的最大庫(kù)存地，一旦冰川全部融化，這些病毒就可能會(huì)釋放出來(lái)，給人類(lèi)制造一場(chǎng)空前的大災(zāi)難。

另外，冰川融化對(duì)旅游業(yè)也會(huì)帶來(lái)重大影響，一些以雪山冰川著稱(chēng)的景點(diǎn)有可能瀕臨消失。如我國(guó)的玉龍雪山冰川等維度比較低的冰川，將會(huì)首當(dāng)其沖受到氣候變暖的威脅。

冰川物質(zhì)平衡中的支出部分，亦即冰川物質(zhì)的損耗過(guò)程。在溫帶冰川區(qū)，冰川物質(zhì)支出以冰面融化為主；在極地冰蓋與冰川以及少數(shù)溫帶山地大冰川末端以崩裂、蒸發(fā)等為主；還有一些溫帶冰川存在冰下和冰內(nèi)融化。無(wú)論是冷季補(bǔ)給型冰川還是暖季補(bǔ)給型冰川，其消融都集中于夏半年。冰川融水徑流包括冰川水、粒雪和冰川表面積雪融水匯入冰川末端河道形成的徑流，是高寒山區(qū)河流的重要水源。

用人工方法加速或抑制冰體消融的措施稱(chēng)為冰川消融的人工調(diào)節(jié)，人工加速消融的方法分物理和化學(xué)方法。物理方法是在冰雪面上撒布各種黑色細(xì)粒物質(zhì)使冰雪黑化，降低反射率，加速其消融。化學(xué)方法是把能降低冰雪融點(diǎn)和釋放熱量的各種化學(xué)制劑噴撒在冰雪面上促其融化。抑制消融是采用各種方法減弱太陽(yáng)輻射和減少冰川面對(duì)熱量的吸收 。

政府間氣候變化問(wèn)題研究小組在一份報(bào)告中還預(yù)測(cè)，喜馬拉雅山上的很多冰川在2035年以前會(huì)全部融化消失。

據(jù)有關(guān)專(zhuān)家介紹，冰川的變化主要受氣溫和降水量影響。

變暖會(huì)促進(jìn)消融，但降水量的增加卻在一定程度上造成冰川增大。

這種影響的評(píng)估目前正在研究之中。

冰川消融是一個(gè)長(zhǎng)期而復(fù)雜的課題，地球的氣候和環(huán)境變化本身又是波動(dòng)的，科學(xué)界對(duì)冰川消融的研究仍在進(jìn)行中，還無(wú)法下定論。

研究 “冰川消融”相關(guān)問(wèn)題的主要學(xué)者

劉時(shí)銀 王建 姚檀棟 胡文超 蒲健辰 謝昌衛(wèi) 李棟梁 段克勤 程瑛 沈福