冰河作用

冰河作用

冰河作用包括成冰作用、冰河侵蝕和冰河沉積3個方面。

成冰作用指天然降雪→粒雪→冰河凍的變化過程中的密實化、冰晶生長和重結晶作用,是在低溫條件下通過雪層自身的壓力,排除雪晶冰晶中的空氣,使密度增大而實現的。當雪層密度達到臨界值時便轉變為粒雪,粒雪層密度達830~840kg/m3時,便成為冰河冰。

成冰作用時間的長短和氣溫成反比,和年積雪量成正比。如南極大陸沿岸,從降雪變為冰河冰,只需數十年至120年;而南極內陸高原,因年降雪量<50mm,年均氣溫低達-50℃,成冰時間需500~1000年。但在冰面出現消融的條件下,由於有滲侵冰產生,成冰時間就很短(1年至數年)。

冰河侵蝕包括冰河刨蝕(磨蝕)和挖掘。冰河體一方面有巨大的壓力(100米厚的冰體,冰床基岩所受的靜壓力為90t/m2),一方面是運動的(運動速度與冰床坡度成正比),故挾帶岩石碎塊的冰河對冰床和谷壁有很強的侵蝕作用

對一個突起的岩丘,其迎冰面以刨蝕(磨蝕)為主,背冰面以挖掘為主,形成羊背石刨蝕作用造成擦痕、刻槽和磨光面冰蝕地貌形態,同時產生大量碎屑物質,即冰河乳或冰粿條。

基本介紹

  • 中文名:冰河作用
  • 外文名:glaciation
  • 又稱:冰川作用
  • 包括:成冰作用、冰河侵蝕、冰河沉積
  • 分類:搬運作用、堆積作用、侵蝕作用
  • 所屬學科:地理學
冰河的種類,分類,侵蝕作用,搬運作用,堆積作用,反射陽光作用,

冰河的種類

地球上的冰河,分布於兩個地域。一個是高緯度地方的冰河,另一個為高山地方的冰河。前者叫做地方冰河,後者叫做局部冰河。局部冰河,因存在於高山地帶內的谷中,也稱谷冰河;又因在阿爾卑斯山地有特別鮮明的發達,也稱阿爾卑斯式冰河。次之,高緯度地方的冰河中,有被覆南極洲全體的93%的大冰河,叫做大陸冰河,如掩于格陵蘭隆起的壟地上,叫做冰冠或冰壟,而如阿拉斯加南山麓所垂線的冰河,又稱山麓冰河。

分類

侵蝕作用

冰河有很強的侵蝕力,大部分為機械的侵蝕作用,其侵蝕方式可分為幾種:
拔蝕作用:當冰床底部或冰斗後背的基岩,沿節理反覆凍融而鬆動,若這些鬆動的岩石和冰河凍結在一起,則當冰河運動時就把岩塊拔起帶走,這稱為拔蝕作用。經拔蝕作用後的冰河河谷其坡度曲線是崎嶇不平的,形成了梯形的坡度剖面曲線。
磨蝕作用:當冰河運動時,凍結在冰河或冰層底部的岩石碎片,因受上面冰河的壓力,對冰河底床進行削磨和刻蝕,稱為磨蝕作用。磨蝕作用可在基岩上形成帶有擦痕的磨光面,而擦痕或刻槽是冰河作用的一種良好證據,其方向可以用來指示冰河行進的方向。
冰楔作用:在岩石裂縫內所含的冰融水,經反覆凍融作用,體積時漲時縮,而造成岩層破碎,成為碎塊,或從兩側山坡墜落到冰川中向前移動。
其他:當融冰之水進入河流,其常夾有大體積之冰塊,會產生強大撞擊力破壞下游的兩岸岩石。
冰川侵蝕力的強弱受到下列因素的影響:
冰層的厚度和重量。重厚者侵蝕力強。
②冰層移動的速度。速度大者侵蝕力強。
③攜帶石塊的數量。攜帶數量越多越重者,侵蝕力越強。
④地面岩石之粗糙或光滑。粗糙地面較易受冰河之侵蝕。
⑤底岩的性質,底岩鬆軟者較易受侵蝕。
⑥岩層之傾斜方向與冰河移動方向一致者,易遭侵蝕。
因侵蝕作用而造成的冰蝕地貌有:
冰斗:山谷冰河重要冰蝕地貌之一,形成於雪線附近,在平緩的山地或低洼處積雪最多,由於積雪的反覆凍融,造成岩石的崩解,在重力和融雪水的共同作用下,將岩石侵蝕成半碗狀或馬蹄形的窪地,典型的冰斗於是形成。冰斗的三面是陡峭岩壁,向下坡有一口,若冰河消退後,窪地水成湖,即冰斗湖
刃脊角峰、冰啞:若冰斗因為挖蝕和凍裂的侵蝕作用而不斷的擴大,冰斗壁後退,相鄰冰斗間的山脊逐漸被削薄而形成刀刃狀,稱為刃脊。而幾個冰斗所交匯的山峰,形狀很尖,則稱為角峰。在刃脊之間的低下鞍部處,則為冰啞。
削斷山嘴、U型谷、石窪地:當山谷冰河自高地向低處移動,山嘴被削平成三角形,稱為削斷山嘴。又因為冰河谷的橫剖面形狀如U字形,故稱U型谷。U型谷兩側有明顯的谷肩,谷肩以下的谷壁較平直,底部寬而平,若是在冰河谷的底部,因冰河的挖蝕,而造成向下低凹的水坑,石地。
峽灣:在高緯度地區,冰河常能伸入海洋,在岸邊侵蝕成一些很深的U型谷,當冰退以後,海水可以沿谷進入很遠,原來的冰谷便成峽灣。
懸谷:懸谷的形成是來自於冰河侵蝕力的差異,主冰河因冰層厚、下蝕力強,故U型谷較深;而支冰河因為冰層薄、下蝕力弱,故U型谷較淺。因為在支冰河和主冰河的交匯之處,常有冰河底高低的懸殊,當支冰河的冰進入主冰河時必為懸掛下墜成瀑布狀,稱之為懸谷。
羊背石:為冰河基床上的一種侵蝕地形,是由基岩組成的小丘,常成群分布,遠望如匍匐的羊群,故稱為羊背石。其平面為橢圓型,長軸方向與冰流動方向一致,向冰河上遊方向的一坡由於冰河的磨蝕作用,坡面較平,坡度較緩,並有許多擦痕;而在另一側,受冰河的挖蝕作用,坡面坎坷不平,坡度也較陡。羊背石的形成,是由於岩層是軟硬相間的排列,當侵蝕、風化的作用查行時,軟的岩層會被侵蝕的較多較深;而硬的岩石抵抗侵蝕、風化的能力較強,所以在侵蝕、風化後,硬的岩層會較軟的岩層高,形隆起的橢圓地形,一面受磨蝕、一面受挖蝕。
冰河磨光面、冰河擦痕:在羊背石上或U型穀穀壁及在大漂礫上,常因冰河的作用而形成磨光面,當冰河搬運物是砂和粉砂時,在較緻密的岩石上,磨光面更為發達;若冰河搬運物為礫石,則在谷壁上刻蝕成條痕或刻槽,稱之為冰河擦痕,擦痕的一端粗,另一端細,粗的一端指向上游。

搬運作用

由於冰河的侵運作用所產生的大量鬆散岩屑和從山坡崩落得碎屑,會進入冰河系統,隨冰河一起運動,這些被搬運的岩屑稱為冰磧物,依據其在冰河內的不同位置,可分為不同的搬運類型:
表磧:出露在冰河表面的冰磧物。
內磧:夾在冰河內的冰磧物
底磧:堆積在冰河谷底的冰磧物。
側磧:在冰河兩側堆積的冰磧物。
中磧:兩條冰河匯合後,其相鄰的側磧即合而為一,位於會合後冰河的中間稱為中磧。
終磧尾磧):隨冰河前進,而在冰河末端圍繞的冰磧物,稱為終磧。
後退磧:由於冰河在後退的過程中,會發生局部的短暫停留,而每一次的停留就會造成一個後退磧。
漂石:冰河的搬運作用,不僅能將冰磧物搬到很遠的地方,也能將巨大的岩石搬到很高的部分,這些被搬運的巨大岩塊即稱為漂石,其岩性和該地附近基岩完全不同。 冰河的搬運能力很強,但相對地,冰河的淘選能力很差。

堆積作用

冰河攜帶的砂石,常沿途拋出,故在冰河消融以後,不同形式搬運的物質,堆積下來便形成相應的各種冰磧物。所謂冰磧物,是指由冰河直接造成的不成層冰積物。而冰積物,就是指直接由冰河沉積的物質,或由於冰水作用的沉積物,及因為冰河作用而沉積在河流湖泊海洋中的物質。
冰積物可分為不成層的冰積物和成層的冰積物兩者:
不成層的冰積物:此種冰積物是由冰川後退時所遺留的石礫所造成,因為冰融化而遺留於地面的堆積物大小不一,石塊為少帶有稜角、表面為被磨光或帶有擦痕,堆積後為不現層理,此種雜亂無層理的冰積物,常稱為冰礫土而由冰磧物所形成的冰磧地形有:
a、冰磧丘陵基磧丘陵): 冰河消融後,原有的表磧內磧中磧都沉到冰河谷底,和底磧合稱為基磧,這些冰磧物受到冰河谷底地形的影響,堆積成坡狀起伏的丘陵,稱為冰磧丘陵。大陸冰河區的冰磧丘陵規模較大,而山谷冰河所形成的冰磧丘陵,規模要小的多。
b、側磧堤:是由側磧和表磧在冰河後退處共同堆積而成的,位於冰河谷兩側,成堤狀向冰河上游可一直延伸至雪線附近,而向下游常可和終磧堤相連。
c、終磧堤:終磧堤所反應出的是冰河後退時的暫時停頓階段,若冰河的補給和消融處於平衡狀態,則冰河的末端可略作停留於某一位置,這時由冰河搬運來的物質,將可在冰河尾端堆積成弧狀的堤,稱為終磧堤。大陸冰河的終磧堤高度較小,長度可達幾百公里,弧形曲率較小;反之,山谷冰河的終磧堤高度可達數百米,長度較小,弧形曲率較大。
d、鼓丘:鼓丘是由冰積物所組成的一種丘陵,約成橢圓形,長軸與水流方向一致,迎冰面是陡坡,背冰面是一緩坡,其縱剖面為不對稱的上凸形。一般認為鼓丘是由於冰河的搬運能力減弱,底磧遇到阻礙所堆積而成的。其主要分布在大陸冰河終磧堤以內的幾公里到幾十公里,常成群出現,造成鼓丘田;山谷冰河的鼓丘數量較少。
成層的冰積物:此為冰河與融冰之水共同沉積的結果,冰河所攜帶的物質受到融化後的冰水沖刷及淘洗,會依照顆粒的大小,堆積成層,形成冰水堆積物,而在冰河邊緣由冰水堆積物所組成的各種地貌,稱為冰水堆積地貌。有下列幾種類型:
a、冰水沉積冰水扇外沖平原:在冰河末端的冰融水所攜帶的大量砂礫,堆積在冰河前面的山谷或平原中,就形成冰水沉積;若是在大陸冰川的末端,這類的沉積物可綿延數公里,在終磧堤的外圍堆積成扇形地,就叫冰水扇;數個冰水扇相連,就形成廣大的冰水沖積平原,又名外沖平原。在這些地形上,沉積物呈緩坡傾向下游,顆粒度亦向下游變小。
b、冰水湖季候泥:冰水湖是由冰融水形成的,因為冰河後退時,前面的冰積物會阻塞冰河的通路,常可以積水成湖。冰水湖有明顯的季節變化,夏季的冰融水較多,大量物質進入湖泊,一些較粗的顆粒就快速沉積,而細的顆粒還懸浮在水中,顏色較淡;而冬季的冰融水減少,一些長期懸浮的細顆粒黏土才開始沉積,顏色較深。這樣一來,在湖泊中就造成了一粗一細很容易辨認的兩層沉積物,叫做季候泥。
c、冰礫埠:冰礫埠為有層理並經分選的細粉砂所組成的,形狀為園形或不規則的小丘。冰礫埠上部通常有一層冰磧層,冰礫埠是由於冰面上的小湖小河或停滯冰河的穴隙中的沉積物,在冰河消融後沉落到底床堆積而成,其與鼓丘不同之處,在於冰埠的形狀很不規則,且為成層狀。在大陸冰河和山谷冰河都有發育冰礫埠。
d、冰礫埠階地:在冰河兩側,由於岩壁和側磧吸熱較多,且冰河兩側的冰面要比中間來的低,所以冰融水就匯集在這,形成冰側河流,並帶來冰水物質,等到冰水消後,這些物質就堆積在冰河谷兩側,形成冰礫埠階地,它只發育在山谷冰川中。
e、鍋穴(冰穴):冰水平原上常有一種園形窪地,稱為鍋穴。其形成是由於冰河耗損時,有些殘冰被孤立而埋入冰水沉積物中,等到冰融化後引起塌陷,而造成鍋穴。
f、蛇形丘:蛇形丘是一種狹長曲折的地形,呈蛇形彎曲,兩壁陡直,丘頂狹窄,其延伸的方向大致與冰河的流向一致,主要分布在大陸冰河區。
蛇形丘的成因主要為:
1、在冰河消融時,冰融水沿冰河裂隙滲入冰河下,在冰河底部流動,形成冰下隧道,待冰完全融解後,隧道中的砂礫就沉積而形成蛇形丘。
2、在夏季,冰融水增多,冰積物在冰河末端形成冰水三角洲,等到下一個夏季,冰河再次後退,再形成一個冰水三角洲,如此反覆不斷,一個個冰水三角洲連起來,便形成串珠狀的蛇形丘了。

反射陽光作用

冰河可以反射太陽光,冰反射陽光達80%,而海水只有20%,因此,冰河可以起到降低地球溫度的作用。
當南、北極的冰層完全融化以後,太陽照射地球的陽光會因此不再被反射回去,使海洋的水面溫度提高,會造成全球性的水暖,反過來又會加速冰河的溶解。冰河的崩塌會將底部的甲烷氣體釋放出來。這種對人體有毒害作用的氣體,對地球造成的溫室效應二氧化碳的23倍。

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