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最全的冰川地貌知识,我要收藏!

发布于:2023-02-17 09:01:17 来自:水利工程/水土保持 [复制转发]




冰川地貌


       
     

在高山和高纬地区,气候严寒,年平均温度在0℃以下,常年积雪,当降雪的积累大于消融时,地表积雪逐年增厚,积雪逐渐变成粒雪,再由粒雪变成微蓝色的冰川冰。冰川冰受自身重力作用或冰层压力作用沿斜坡缓慢运动,就形成 冰川。

地表经受过冰川强烈的塑造,形成一系列 冰川地貌

     


冰川和冰川作用

1

雪线

雪线: 在高山和高纬地区,地表年降雪的积累量和年消融量相等的界线。 (常年积雪区的下界)

 

雪线示意图

绘图 | 李双福


山区的积雪面积和高度随季节变化,冬季积雪区扩大,积雪高度下降。夏季积雪区缩小,积雪高度上升。

在雪线以上为多年积雪区,雪线以下为季节积雪区。 雪线的高度是寒冷气候地貌的一条重要界线,冰川形成在雪线以上,一个地方的高度如果低于该区的雪线高度,就 不能形成冰川 。)


决定雪线高度的主要因素:

温度

形成多年积雪,首先取决于近地面空气层的温度是否长期保持在0℃以下。

 

气温影响雪线高低示意图

绘图 | 李双福


气温随高度和 纬度 而变化,低纬雪线位置较高,高纬雪线位置较低。从低纬向高纬的雪线高度变化并不是一条直线,还受降水量多少的影响。


降水量

地球上 雪线 位置 最高 不在赤道,而在南北半球的副热带高压带。

 

迎风坡降水多、雪线低

背风坡降水少,雪线高

绘图 | 李双福


赤道附近降水量多,副热带高压带降水量较少,但这两个地区的温度对雪线的影响不如降水量影响大,所以赤道附近的雪线高度要比副热带高压带低。

 

南美洲赤道与回归线附件雪线高低示意图

绘图 | 李双福


地形(坡形、坡向)

在同一朝向的山坡,缓坡较陡坡更易积雪而雪线降低。

 

不同坡度积雪示意图

绘图 | 李双福


坡向主要影响降水和日照而使雪线高度变化。

如喜马拉雅山南坡雪线高度为4400-4600m,北坡为5800-5900m,这是因为高大的山体阻挡了从印度洋来的气流,在南坡降水量多,雪线位置低,北坡降水量少,雪线位置高。

 

喜马拉雅山南北坡雪线高度示意图

绘图 | 李双福


另外,在北半球大陆性较强的地区,南北山坡降水量变化不大的山地,南坡雪线比北坡雪线要高,因为南坡向阳,融雪快,雪线位置高,北坡背阳,融雪慢,雪线位置低。

 

天山的南坡雪线高于北坡示意图

绘图 | 李双福


2

冰川形成过程

积雪变成冰川: 是先由新雪变成粒雪,再由粒雪变成冰川冰,最后形成冰川。

 

冰川冰形成示意图

绘图 | 李双福

高纬、极地区: 气候严寒, 新雪 降落地表后,在升华再结晶作用下,雪花棱角很快消失、变圆,成为粒雪,并使 粒雪 层发生沉陷作用。随雪盖厚度的增加,下部粒雪层受压加大,重结晶作用,致使各晶体相互紧密地结合起来,形成块状 冰川冰。 (这种成冰过程速度缓慢,南极中央200余米深处的冰体,已经历了近千年的历史。匠心地理)


中低纬度高山区: 夏季气温高,冰雪融水的渗透再冻结作用,加速了粒雪化和成冰作用过程,甚至当年就有成冰作用的条件,形成的冰川冰。一般比极地区冰川的密度大、透明度高。


冰川冰: 是冰晶的聚合体。它在低温条件下,冰晶体相互之间结合十分紧密。

当接近熔点时,冰川冰就显得不稳定,呈现冰、水、汽三相并存局面,这是冰川之所以能实现塑性变形的原因。因此,只要一定厚度的冰川冰结合地表或冰面具有适当的坡度,在压力与重力的作用下,冰体就能向雪线以下地区缓慢流动,伸出冰舌,形成 冰川


3

冰川的类型


1、按冰川发育的气候条件和冰川温度状况分为:

海洋性气候冰川 (暖冰川) 我国西藏东南部和阿尔卑斯山的现代冰川都属于这种类型。


大陆性气候冰川 (冷冰川) 发育在降水较少、气温低的大陆性气候地区,我国西部大陆内部和中亚的一些现代冰川属这种类型。


2、按冰川的形态、规模和所处的地形条件分:

山岳冰川 :是发育在高山上的冰川,主要分布在中纬和低纬高山地区。

大陆冰川: 是在两极地区发育的冰川,它面积广,厚度大。如冰川中心凸起形似盾形的,叫冰盾。还有一种规模更大的、表面有起伏的大陆冰体,叫冰盖。 (格陵 兰冰盖和南极冰盖是目前世界上最大的两个冰盖。)

 

南极大冰盖



平顶冰川: 是发育在起伏和缓高地上的冰面平坦的冰川。冰川的周围伸出许多冰舌。如冰川规模较大,覆盖在整个穹形山顶上,又称冰帽。这类冰川发育于雪线以上。 

 

平顶冰川



山麓冰川: 是山谷冰川从山地流出,在山麓带扩展或汇合成一片广阔的冰原。

 

阿拉斯加·马拉斯 平冰川



4

冰川的运动


冰川运动速度比河流水流流速要小得多,一年只前进数十米至数百米,即使有一些突然性的快速运动冰川,其运动速度也不及河流水流速度。冰川运动由冰川的厚度、冰川下伏地形坡度和冰川表面坡度等因素控制。

 



冰川运动速度随 季节 有变化。在消融区冰川运动的趋势是 夏天快,冬天慢 (一 般夏季运动速度要大于年平均流速,冬季则小于年平均速度。因为夏季冰川表面消融,融水对润滑冰床和冰体起着很大作用,这样就加强了滑动过程)

冰川运动速度还与 冰川冰的补给量和消融量 有关。 (补给量大于消融量,冰川厚度增加,流速加快,冰川尾端向前推进;补给量小于消融量,冰川厚度减薄,流速减慢,冰川尾端往后退缩。补给量等于消融量,冰川就处于稳定状态,匠心地理公众号整理。)

不管冰川属于上述哪种状态,冰川始终向前运动。 


5

冰川的侵蚀、搬运和堆积作用


1、冰川的侵蚀作用

冰川有很强的侵蚀力。冰川的侵蚀方式可分: 拔蚀作用 磨蚀作用

拔蚀作用: 是冰床底部或冰斗后背的基岩,沿节理反复冻融而松动,松动的基岩再与冰川冻结在一起时,冰川运动时就把岩块拔起带走。冰川拔蚀作用可拔起很大的岩块。

磨蚀作用: 是冰川运动时形成底部滑动,使冻结在冰川底部的碎石突出冰外,像锉刀一样,不断地对冰川底床进行削磨和刻蚀。冰川磨蚀作用可在基岩上形成擦痕和磨光面。 

 



2、冰川的搬运作用

冰川侵蚀产生的大量松散碎石和由山坡上崩落下来的石块,进入冰川体后,随冰川运动向下游搬运,这些被搬运的岩屑叫冰碛物。

根据冰碛物在冰川体内的不同位置,可分为不同的搬运类型。

出露在冰川表面的叫 表碛 ,夹在冰内的叫 内碛 ,位于冰川底部的叫 底碛 ,分布在冰川边缘的叫 侧碛 ,两条冰川汇合后,侧合并构成中,随着冰川向前推进,在冰川末端围中确绕冰舌前端的冰碛物,叫 终碛 (尾碛)

 

山谷冰川的运动

绘图 | 李双福


冰川搬运能力极强,它不仅能将冰碛物搬运很远的距离,而且还能将巨大的岩块搬运到很高的部位。


3、冰川的堆积作用

冰川消融以后,不同形式搬运的物质,堆积下来形成冰川堆积物。冰川堆积物分选差,大小混杂,砾石磨圆度低。


冰川地貌

冰川地貌分为 冰蚀 地貌、 冰碛 地貌和 冰水 堆积地貌三部分。


1

冰蚀地貌

1、冰斗、刃脊和角峰

冰斗: 是山地冰川重要的冰蚀地貌之一,它位于冰川的源头。典型的冰斗是一个围椅状洼地,三面是陡峭的岩壁,底部是磨光的岩石斗底,向下坡有一开口,开口处常有一高起的岩槛。冰川消退后,冰斗内往往积水成湖,叫 冰斗湖。

相邻冰斗之间的刀刃状,称为 刃脊

几个冰斗后壁所交汇的山峰,峰高顶尖,称为 角峰

 

角峰、冰斗、刃脊、U型谷示意图

绘图 | 曾庆阳


2、冰川谷和峡湾

冰川谷 的横剖面形似“U”形,故称“U”形谷,也称槽谷。槽谷的两侧有明显的谷肩,谷肩以下的谷壁平直而陡立,冰川谷两侧山嘴被侵蚀削平形成冰蚀三角面。

槽谷的形成是冰川下蚀和展宽的结果。冰川冰的厚度越大,下蚀力越强,有些槽谷可深达千米。 美国加利福尼亚州的约斯迈特槽谷深900-1200m,冰川下蚀量有450m,槽谷底还有300m厚的松散堆积物。

在高纬地区,大陆冰川和岛状冰盖能伸入海洋,由于冰川很厚,当冰体入海尚未漂离之前,  在岸边侵蚀成一些很深的槽谷,冰退以后,槽谷被海水侵入,称为 峡湾 挪威海岸峡湾的长度达220km,深1308m。(匠心地理公众号整理) 南美巴塔哥尼亚山脉沿岸的峡湾,深达1288m。

 

峡湾示意图

绘图 | 曾庆阳


3、羊背石、冰川磨光面和冰川擦痕

羊背石: 是冰川基床上的一种侵蚀地形,它是由基岩组成的小丘,远望犹如伏地的羊群,称这些小丘为羊背石。

羊背石的平面为椭圆形,长轴方向与冰流方向一致,朝向冰川上游的坡由于受冰川的磨蚀作用,坡面较平,坡度较缓,并有许多擦痕。冰川下游方的一坡受冰川的侵蚀作用,被挖掘得坎坷不平,坡度较陡。大陆冰川常形成规模较大的成群羊背石,山地冰川槽岩中也可形成规模较小的孤立羊背石。

在羊背石上或冰川槽谷谷壁上以及在大漂砾上常因冰川作用形成 磨光面 擦痕

当冰川搬运物是砂和粉砂时,在比较致密的岩石上,磨光面更为发育。如果冰川搬运物多是碎石,则在谷壁基岩上常刻蚀成条痕或刻槽,称为 冰川擦痕 (冰川擦痕一般长数厘米至1m,深为数毫米,成钉形,擦痕的一端粗,另一端细,细的一端指向冰川下游)


2

冰碛地貌


由冰川侵蚀搬运的砂砾堆积形成的地貌,称冰碛地貌。有以下几种类型:

 

冰碛地貌

绘图 | 曾庆阳


1、冰碛丘陵

冰川消融后,原来的表碛、内碛和中碛沉落到冰川谷底,和底一起形成波状起伏的丘陵,称冰碛丘陵。

大陆冰川区的冰碛丘陵规模较大,高度可达数十米至数百米。 (例如北美的冰丘陵高400m。山岳冰川也能形成冰丘陵,但规模要小得多,如西藏东南部波密,在冰川槽谷内的冰碛丘陵,高度只有几米到数十米。匠心地理公众号整理)

冰碛丘陵之间的洼地透水性很低,常能积水成池。


2、侧碛堤

侧碛堤是由侧碛在冰川退缩以后共同堆积而成。它在冰川谷的两侧堆积成堤状,向下游方向常和冰舌前端的终碛堤相连,向上游方向可一直延伸到雪线附近。


3、中碛堤

两条冰川汇合后,其侧碛合并成中碛,冰川融化后,在冰川谷中部沿谷地延伸方向堆积成垅状砂砾堤,称为碛堤。


4、终破堤(尾碛堤)

当冰川的补给和消融处于相对平衡状态时,冰川的末端较长时期地停留在某一位置,这时由冰川上游搬运来的物质,在冰川尾端堆积成弧形的堤,称终碛堤。


5、鼓丘

鼓丘是由一个基岩核心和冰砾泥组成的一种小丘,也是冰川再接近末端,对冰床中凸起基岩进行侵蚀,底碛翻越凸起的基岩时,搬运能力减弱,发生堆积而形成的。

 

山谷冰川(依据:自然地理学)

绘图 | 李双福


冰水堆积地貌

冰水堆积地貌: 冰川融水具有一定的侵蚀搬运能力,能将冰碛物再搬运堆积,形成冰水堆积物,在冰川边缘由冰水堆积物组成的各种地貌。

 

冰砾阜阶地、冰砾阜和蛇形丘

绘图 | 李双福


根据冰水堆积地貌的分布位置、形态特征和物质结构可分为以下几种类型:

(1)冰水扇和外冲平原

冰川的冰融水,常形成冰川河道,它可携带大量砂砾从冰川末端排出,在终碛堤的外围堆积成扇形地,叫 冰水扇 。几个冰水扇相连就形成冰水冲积平原,又名 外冲平原

(2)冰水湖

冰融水流到冰川外围注地中形成 冰水湖泊

(3)冰砾阜阶地

在冰川两侧,由于岩壁和侧碛吸热较多,附近冰体融化较快,又由于冰川两侧冰面较中部要低,所以冰融水就汇集在这里,形成冰川两侧的冰面河流,并带来大量冰水物质。当冰川全部融化后,这些冰水物质就堆积在冰川谷的两侧,形成冰砾阜阶地。它只发育在山地冰川谷中。

(4)冰砾阜

冰砾阜是一些圆形的或不规则的小丘,由一些有层理的并经分选的细粉砂组成,通常在冰砾阜的下部有一层冰碛层,冰砾阜是冰面上小湖或小河的沉积物,在冰川消融后沉落到底床堆积而成。

(5)锅穴

冰水平原上常有一种圆形洼地,深数米,直径十余米至数十米,称为 锅穴 。锅穴是埋在砂砾中的死冰块融化引起的塌陷而成。

 

锅穴示意图

绘图 | 曾庆阳


(6)蛇形丘

蛇形丘是一种狭长而曲折的垄岗地形,由于它蜿蜒伸展如蛇,故称 蛇形丘 (匠心地理,它的长度约数千米至数十千米,高10-30m,有时可达70-80m,底宽几十米至几百米,丘顶较狭窄,仅数米,顶部平缓,两侧坡度约10-20°)

蛇形丘的延伸方向大致与冰川的流向一致。

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这个家伙什么也没有留下。。。

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