冰川是一动不动的吗?
巍峨雄伟的冰川,仿佛在天际站成了永恒。
可是,我们看到的冰川真的是“永恒”的吗?这样一个“庞然大物”,真的是一动不动的吗?
今天,我们一起来认识冰川。
冰川是地球陆地上重要水体之一,作为地球上最大的淡水资源库,其储存的淡水资源量占到全球淡水总量近七成,对生态环境影响至关重要。
冰川是如何形成的?
构成冰川的冰不同于普通冰简单由水冻结而来,而是需要特定的气候条件,以及大量的雪不断积累,经历压实、冻结、重结晶等一系列过程,逐渐演变成微蓝色冰川冰。
岗加曲巴冰川
在高海拔或高纬度地区,由于常年气候寒冷,降水通常以固态形式——雪落下。新雪落下后,受地面热力条件及自压等因素影响,不断发生升华、凝华和再结晶过程,雪花棱角很快消失,逐渐圆化,形成球状颗粒,称之为粒雪。
(冰川冰行成示意图)
随着时间的推移,雪层不断加厚,经长期压实,粒雪层中的空气被进一步排除,粒雪相互联结合并,重新结晶形成冰川冰。冰层越厚,越容易发生冰层滑动和塑性蠕动,在压力和重力作用下,结合地表或冰面适宜的坡度,冰层缓慢流动形成冰川。
看到冰川,第一感觉是冷。可是你知道吗?冰川按性质可分为冷型冰川和暖型冰川。怎么样,意外吧?
小tips:粒雪变成冰川冰称为成冰作用,按性质可分为冷型和暖型两类。
冷型成冰作用是在低温干燥环境下,依靠上覆雪层重压形成重结晶冰。
暖型成冰作用是有融水参与,融水渗入雪层空隙中,排挤空气,引起局部融化和再冻结,输入渗浸成冰过程,该方式成冰作用进行较快,冰密度大、气泡少,且气泡排列有一定规律。
我国多数冰川都是由暖型成冰作用形成的。
冰川会动吗?
运动是冰川的天然属性也是区别于其它自然冰体(如河冰、海冰)的主要特点。画重点,意外吗?
冰川的运动主要在自身重力作用下,通过内部应力变形或沿底部滑动等方式来实现的。
冰川在压熔点下流变特性比较突出,能实现塑性形变,就像金属加热至熔点,能够弯曲变形一样。当冰川温度接近熔点时,冰川冰呈现出不稳定状态,冰、水、汽三相共存,其变得易于延展。由于压力越大,熔点越低,冰川底部受上部冰层重压,熔点低于上部冰层,更易于接近熔点,塑性变形更容易实现,形成塑性流动带。塑性带的存在是冰川流动的根本原因。在冰川底部冰处于熔点的情况下,冰川顺冰床流动,遇基岩凸起,迎石面增高的压力能让冰川开始融化,如此绕过障碍,在另一侧再次结冰,以此往复,冰川缓慢推进。
姜根迪如冰川(作者:徐平)
总的来说冰川运动速度是比较缓慢的,但有些冰川会在长期缓慢运动或退缩之后,突然爆发式地向前推进,且为周期性发生,该现象被称为“跃动”,是冰川的另一种运动。
尽管冰川跃动机制目前尚无系统解释,可能与冰川内部不稳定性、水的影响(如降水增加)等有关。冰川跃动时运动速度比正常时期要快几十倍甚至数百倍,大量冰体被快速输送到冰川末端数公里之外的地方,可能引起冰川灾害。
科学家是如何观测冰川变化?
随时科技的发展,现在科学家多采用三维激光扫描、摄影测量等新兴技术,创建数字高程模型(DEM)以获得冰川高程数据,通过比较不同时期的DEM,科学家可以计算出区域内的冰量变化,从而开展冰川消融及其与气候变化联系的研究。
冬克玛底冰川定点摄影观测成果示例(2019.10~2020.10)
三维激光扫描仪观测冰川表面地形
看到这里,你明白了吗?
冰川,与普通冰的区别,体现在其“川流不息”的运动特点上。尽管听起来有点违背固体不会流动的物理常识,但冰川确实是那个能像流体一样流动的固体。