你知道冰川在不停运动吗?

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期权匿名问答   2023-2-13 08:40   1358   0
在全球气候变暖的今天,冰川已经成了万众担忧的主体,但除了知道它们在不断消融外,你知道它们也在不停运动吗?

冰川也“好动”

1827年,有个地质工作者在阿尔卑斯山的老鹰冰川上修筑了一座石砌小屋。13年后,这座小屋向下游移动了1428米。小屋本身是不会移动的,但小屋的地基——冰川,却在不停运动。

冰川之所以会运动,是因为冰川冰的变形和底部滑动。它们都是由于冰川自身的重力作用产生的。

冰川运动和水流有些相似,中间快、两边慢。许多海洋性冰川上会出现形象十分奇特的弧形连拱,这就是冰川运动过程中,中间和两边速度不一样产生的。
说起来也奇怪得很,冰川还会像水流似的,出现旋涡,有些冰川上的旋涡还十分壮观。

但是冰川毕竟是冰组成的,冰和水还是有很大差别的。

最明显的一点,冰川表面常有许多裂隙,有些裂隙有几十米深,裂隙的存在说明冰川有脆性。不过,经过数百年的调查观测,冰川上裂隙的深度也有一定限度,这又说明冰川下部是塑性的,它可以“柔软”地适应各种外力作用而不致发生破裂。因此,可以把冰川分为两个部分,表面容易断裂的这层叫作脆性带,下部“柔软”的部分叫作塑性带,塑性带的存在是冰川运动的根本原因。
冰川的“两带”是怎么形成的?

要回答这个问题,我们得从形变这个物理概念说起。

物体在受力的情况下,为了适应或消除外力,有两种形变方式,即弹性形变和塑性形变。例如,一根皮筋在受到较小的力时,产生弹性形变;当受力超过弹性强度时,发生塑性形变,皮筋就再也回不到原来的形状了。当然,当皮筋受到的力特别大,超过了自身的破裂强度时,它就被拉断了。
对冰来说,由于它容易实现晶体的内部滑动,是有利于表现出塑性形变的。但是,当外力突然增大时,很容易超过冰的破裂强度,发生断裂,只有在缓慢加荷并长期受力时,冰才能充分显现出塑性形变的特色。

我们知道,物体在长期受力时,哪怕这种力较小,也会产生塑性形变。由于上部冰层的压力和上游冰层的推力,冰川下部总是处于受力状态,使下部冰层的塑性表现得比较充分。同时,下部冰层由于受压,熔点比上部冰层的熔点低,下部冰层就更接近于熔点,因而塑性形变更易实现。这样,冰川下部出现塑性带就不难理解了。而冰川表层缺乏长期受力这个重要条件,当外力突然增加时,经常直接断裂,成为脆性带。
冰川大多都是“慢性子”

冰川运动的速度,慢的不过日均几厘米,快的也不过日均数米,以致人的肉眼很难发觉出冰川是在运动的。格陵兰的一些冰川,运动速度居世界之首,但每年也不过运动千余米而已。其他地区的冰川,年流速不过百余米。我国的冰川大多数是大陆性冰川,冰川积累不丰富,冰川上的物质循环较为缓慢,因而导致运动速度比较慢。

冰川的运动速度是有季节变化的,夏快冬慢。造成这种差别的原因之一是冰川温度的变化。当冰川增温时,冰的黏度迅速减小,黏度减小使塑性增加,因而冰川运动速度加快。夏天冰融水出现在冰川内部及底部,是促进冰川快速运动的另一个原因。

冰川运动速度总的来说十分缓慢,但是,有些冰川的“脾气”却很古怪,它们会在长期缓慢运动之后,突然爆发式地向前推进。爆发式推进在有些冰川上是周期性发生的,是冰川运动的一种特殊方式。人们把这种现象叫作冰川的“波动”,具有波动性质的冰川叫作“动冰川”。

冰川波动常引起特大洪水。在印度河上游就有一条冰川,周期性地进入主谷,当它拦截河流时会形成大湖,如果湖水溃决,又会形成大洪水,造成灾害。新疆叶尔羌河周期性发生特大洪水,也可能与冰川波动造成的冰湖溃决有关。
冰川如果有大规模的运动,可以引起一系列的地质作用,引起生物的灭绝和变迁,从而改变整个地球的环境。研究冰川运动能够及时得到海平面变化、水系和水文条件的改造、生物的灭绝和变迁等诸多信息。看来,“好动”的冰川对地球来说,重要性不容小觑。
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