冰河流動

冰河流動

冰河流動是冰河運動的一種。一般是冰河運動中的塑性變形和底部滑動。

冰河流動一方面是由於冰河冰具有可塑性,冰晶在壓力下可以改變空間位置,故有流動的可能性;另一方面是冰河表面或冰床高度的不同,冰河冰在重力或壓力驅使下自地面高處(或冰層厚處)流向地面低處(或冰層薄處)。

原因

冰河底部的冰河冰在上部冰、雪層負荷下具有可塑性,冰河凍的可塑性程度決定於它所受的負荷大小,負荷愈大,塑性愈大。冰河冰在重力和側向壓力下,自地面高處(或冰層厚處)流向地面低處(或冰層薄處)。山谷冰河冰床坡降大時重力在乎行於冰床方向的分力大,冰河冰從冰床高處較快地流向冰床低處,在前進中遇障礙物時,因冰河具塑性,可翻越而過。

在不同坡度冰床上,發生流動的冰層厚度是不同的,如在1°坡度冰床上,冰河冰厚度>60~65米時才能流動,而在45°坡度冰床上,1.5~2米厚的冰河冰就可發生流動。

方向

大陸冰河冰面坡降小,冰河冰從冰層厚處(中心部分)緩慢流向冰層薄處(邊緣部分),所以流動慢,還可局部逾越冰床逆坡和高地。

速度與冰河冰變形

冰晶之間粘滯力較大,冰河流動極其緩慢,河流流速一般為每秒1~2米,而冰河流動1~2米的路程往往要經過幾個晝夜的時間,在很短時間內人們不易看到冰河的流動,所以最初人們以為冰河是不流動的。

1827年有人在阿爾卑斯山老鷹冰河上建築了一幢小屋,三年後發現小屋向下移動了100米,這才發現冰河是流動的。觀測得知,山谷冰河的表面流速一般為每年數十米到數百米,降水充沛的喜馬拉雅山南坡諸冰河中,曾測得流速最快者達700~1300米/年。

阿爾卑斯山降雪較多,山谷冰河流速達80~150米/年。降雪少的地區,冰層薄,冰河流動慢,·如天山、崑崙山和祁連山冰河,流速為幾十米/年。山谷冰河的流速總是從雪原向雪線加快,又從雪線向冰前減慢。

大陸冰河的冰床坡降比山谷冰河的平緩,所以大陸冰河流動比山谷冰河緩慢。另外,·由於大陸冰河中心部分為大氣高壓中心之一,那裡的空氣十分乾寒,極難發生降水,以至南極大陸中心平均年降水量只數十毫米,往邊緣地區降水增多,所以大陸冰河自中心往邊緣,流速有顯著增高趨勢,如南極洲大陸冰河流速,在和平站為250米/年,往內200公里處減為17米/年。又如格陵蘭冰河的內部流速10~30厘米/日,邊緣一些山口處的流速增大至幾米/日。

不同的山谷冰河或同一大陸冰河的不同部分流速不等,其原因可以是冰層厚度不同,也可以是冰床坡度不同。另外,大陸冰河的底部和山嶽冰河的底部與兩側,因冰河與冰床間的摩擦阻力大,流動較慢,冰河的上部和中間的冰體之間摩擦力較小,流動較快。

我國祁連山“七一”冰川,在1958年7月16日一1959年7月16日一年內,冰河兩側流動了8米,中間部分流動了16米。冰河各部分有不同的流速,剖面上各層流速也不同,說明各處負荷和阻力不同,因冰河冰是粘滯性很大的流體,手是在冰體內出現應力差,形成複雜的冰河褶皺和冰隙(crevasse)。冰河冰川底部多塑性變形,表面多脆性變形。測量得知,冰隙深度很少超過60米,說明冰河表面具有脆性,一般在60米深度以下不再具脆性。

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