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环球快看点丨地球“雕刻师”诞生记

来源：科普中国

冰川的运动不断“雕刻”着沿途的地貌，这位“雕刻师”从诞生到拿起“刻刀”，是个缓慢又奇特的过程。

孕育冰川的界线

睛朗的夏天，天山和祁连山麓的居民，能清晰地看到一条黑白分明的界线横过山腰，界线以上是银光闪烁的冰雪世界，这条界线就是雪线。确切地说，雪线是终年积雪区的下限，在雪线上，每年降落的雪刚好在当年融化完。


(相关资料图)

一个地方的雪线不是固定不变的，季节变化就能引起雪线的升降，只有夏天时雪线位置比较稳定，每年都恢复到比较固定的高度。由于这个缘故，测定雪线高度都在夏天的最热月进行。

就世界范围来说，雪线是由赤道向两极降低的。雪线是一个重要的标志，它控制着冰川的发育和分布。只有山体高度超过该地的雪线，每年才会有多余的雪积累起来。年深日久，才能成为永久积雪和冰川发育的地区。

图1 雪线

（图片来源：维基百科）

冰川活动的天平

从天空降落的雪和从山坡上滑下的雪，容易在地形低洼的地方聚集起来。由于低洼的地形一般都是状如盆地，所以冰川学上称其为粒雪盆。

粒雪盆是冰川的摇篮。聚积在粒雪盆里的雪，究竟是怎样变成冰舌的呢？

第一步：雪花经过一系列变质作用，逐渐变成颗粒状的粒雪。粒雪之间有很多气道，这些气道彼此相通，因此粒雪层像海绵一样疏松。

第二步：有些地方的粒雪很厚，底部的粒雪在上层的重压下被压实，发生缓慢的沉降和重结晶作用，相互联结合并。同时，粒雪盆表面的融水下渗，部分就冻结起来，使粒雪的气道逐渐封闭，被包围在冰中的空气就此成为气泡。这种冰由于气泡含量较多，颜色发白，也有人专门把它叫作粒雪冰。

第三步：粒雪冰进一步受压，排出气泡，就变成了浅蓝色的冰川冰。

第四步：巨厚的冰川冰在本身压力和重力的联合作用下发生塑性流动，越过粒雪盆出口，蜿蜒而下，形成长短不一的冰舌。长大的冰舌可以延伸到山谷低处以至谷口外。

图2 冰舌

（图片来源：维基百科）

发育成熟的冰川一般都有粒雪盆和冰舌，雪线以上的粒雪盆是冰川的积累区，雪线以下的冰舌是冰川的消融区。二者好像天平的两端，共同控制着冰川的平衡，决定着冰川的活动。

地球“雕刻师”的“刻刀”

冰碛是冰川搬运和堆积的主要物质，也是冰川改变地球面貌的证据之一。

水冻结成冰，体积要增加9%左右。当融化的冰雪水晚上重新在岩石裂缝里冻结时，对周围岩体施展着强大的冻胀力，在这样强大的冻胀力面前不少岩石都破裂了。

寒冻风化作用不仅在山坡裸露的地方进行，在冰川底床也能进行。这是因为冰川底床有暂时的压力融水，融水渗入谷底岩石裂缝里，冻结时也产生强大的冻胀力。

寒冻风化作用不停地在山坡上和冰川底床制造松散的岩块碎屑，山坡上的碎屑在重力作用下滚落到冰川上，底床里的碎屑更容易被冰川挟带着一起流动。冰川挟带的岩石碎块通称为冰碛。

图3 冰碛

（图片来源：维基百科）

冰川表面的岩石碎块称为表碛，冰川内部的称为内碛，冰川底部的称为底碛，冰川两侧的则是侧碛。

侧碛靠近山坡，岩石碎块的来源丰富，因而侧碛又高又大，像左右两道夹峙着冰川的巍巍城墙。到冰舌前端，两侧的侧碛大多交汇在一起，连成环形的终碛。终碛像高大的城堡，拱卫着冰川，攀登冰川的人，必须首先登临终碛，才能接近冰川。

并不是所有冰川都有终碛，运动迅速的冰川都没有终碛，冰川只有在一个地方长期停顿时，才能造成高大的终碛。两条冰川汇合时，相邻的两条侧碛合为一条中碛。树枝状山谷冰川表面中碛很多，整个冰川呈现黑白相间的条带状。

图4 侧碛（Lateral Moraine）、终碛（Terminal Moraine）和中碛（Medial Moraine）

（图片来源：Morgan Stanley）

结语

冰川的形成是大自然的美妙杰作，而其自身的不断运动又使它拿起“刻刀”雕刻大自然。冰川的存在对地球有至关重要的作用，在全球变暖的今天，我们又有什么理由不去守护这些可爱的“雕刻师”呢？

出品：科普中国

作者：地球故事

监制：中国科普博览

关键词： 寒冻风化

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