第四章 冰川与冻土

第四章冰川与冰缘地貌（冻土地貌）GlacialandPeriglacialLandforms,第一节冰川与冰川地貌GlacierandGlacialLandforms,一、冰川成冰作用与冰川类型GlaciationandTypesofGalciers,1.冰川及成冰作用冰川：指发生在陆地上，由大气固态降水演变而成的，通常处于运动状态的天然冰体。成冰作用：指积雪转化为粒雪，再经过变质作用形成冰川冰的过程。包括粒雪化过程和成冰过程。新雪粒雪冰川冰冰川粒雪化过程包括固相的重结晶作用，气相的升华、凝华作用，和液相的再冻结作用三种方式。成冰过程有重结晶，渗浸和冻结三种类型。,icecrystal,粒雪,ProminentlayeringinthefirnisvisibleinthewallofalargecrevasseonWeissmiesgletscher,Switzerland.,冰川的运动GlacierMotion速度一般每年数十米至数百米取决于冰层厚度和地形坡度同一条推进分带表层容易断裂，叫做脆性带，常有许多裂隙，可深达几十米下层相对“柔软”，叫做塑性带,SomeofthelastimagesduringMar11toMay28,2011,fromESAsERS-2satellitehaverevealedtheadvancingicestreamoftheKangerdlugssuaqglacierinGreenland.,2.冰川类型山地冰川Alpineglacier,AlaskasCasementGlacier,BarnardGlacier,Alaska,1号冰川属双支冰斗山谷冰川，长2.4公里，平均宽度500米，面积1.85平方公里，最大厚度140米，年均运动速度约5米，底部海拔高度为3740米。19582004年间，1号冰川平均厚度减薄12米，损失体积达2062万立方米。,大陆冰川Continentalglacier(icesheet),冰帽,AsatelliteviewofanislandinnorthernCanada.,AsatelliteviewofanislandinnorthernCanada.,八一冰川又称小沙龙冰川，位于祁连山中段走廊南山的南坡，是我国第二大内陆河黑河流域的源头，是一个发育于平缓山顶的冰帽型冰川。,二、冰川的分布与雪线Distributionofglaciersandsnowline,珠穆朗玛峰,Rongbuk,慕士塔格峰,冰川分布高度与雪线高度的关系雪线(snowline)：多年积雪区与季节积雪区间的界线.冰川发育在雪线以上高寒地区。但冰川的分布下限低于雪线。,影响雪线高度的三个因素气温自两极向赤道升高降水量一般固态降水越多，雪线越低；固态降水越少，雪线越高地形坡度、坡形坡向阳坡与阴坡迎风坡与背风坡,三、冰川地貌GlacialLandforms,冰川作用GlacialProcesses侵蚀作用搬运作用堆积作用,刨蚀作用,拔蚀作用,莱茵河瀑布Rheinfall,150mwideand23mhigh,TheRhineFallswereformedinthelasticeage,approximately14,000to17,000yearsago,byerosion-resistantrocksnarrowingtheriverbed,冰川漂砾,PileofglacialtillintheSierraNevadas,2.冰蚀地貌(GlacialErosionalLandforms)冰斗Cirque；刃脊Arte；角峰Glacialhorn；U形谷U-shapedvalley；悬谷hangingvalley；羊背石rochesmoutonnes,冰斗Cirque,刃脊Arte,角峰Glacialhorn,Matterhorn,McCarthyFjord,KenaiFjordsNationalPark,Alaska,westernNewYorkStatesFingerLakes,国王湖Konigssee，德国,最后一个冰河期由冰川形成，长7.7km，最宽处约1.7km，湖岸线长19.96km，面积5.218km2，平均水深98.1m，最深处190m。,磨,羊背石,3.冰碛地貌(GlacialDepositionalLandforms)冰碛丘陵侧碛堤终碛堤鼓丘,底碛、中碛、侧碛与终碛,终碛,底碛,侧碛,中碛,消融区,支流冰川,侧碛与中碛,DifferentkindsofmorainesonandnearGornergletscher,Valais,Switzerland:1-lateralmoraines,2-middlemoraines,3-terminalmoraine(thismorainewasdepositedduringtheLittleIceagebythesmallcirqueglacier,Greenlandicesheet,终碛堤,Recessionalmorainesdepositedinthe1920sbySteigletscher,BerneseAlps,Switzerland,actasadamforthelakeinthecentreofthephoto,4.冰水堆积地貌(Glaciofluviallandforms)冰水扇冰水冲积平原(outwashplain)冰水湖与季候泥冰砾阜与冰砾阜阶地(kame&kameterrace)锅穴(kettle)蛇形丘(esker),Evolutionofanoutwashkettle.,Glaciersnoutandoutwashplain,BylotIsland,Canada,蛇形丘,Kettle,recessional,andlateralmorainesinfrontoftheSolhemajokullarmofMydralsjokullicesheet,southernIceland.,锅穴(kettle),冰退后遗留的锅穴地貌,ThesurfaceofCapeCodMassachusetts,isdottedwithnumerouskettleholeslakesformedbythemeltingofthecontinentalglaciers.,5.冰面地貌冰瀑冰裂隙冰面河、湖冰塔林冰磨菇,冰磨菇,6.冰川地貌的组合特征,山地冰川垂直带雪线以上是以冰斗、刃脊和角峰为主的冰蚀地貌带；雪线以下，终碛堤以上是以冰槽谷，侧碛堤和冰碛丘陵为主的冰蚀冰碛地貌带；冰川末端是以终碛堤为代表的冰碛地貌带；终碛堤外缘，表现为冰水扇和冰水扇平原的冰水堆积地貌带。大陆冰川水平带终碛堤堤内以冰碛地貌为主，尤以冰碛丘陵为代表；终碛堤外以冰水堆积地貌为主，尤以冰水冲积扇平原为代表。,冰水堆积地貌平面图,冰砾阜,锅穴,蛇形丘,AchiefsourceoftheHolyGangesRiverHistoryofretreatsince18thcenturyRateofretreatismodestbutaccelerating,typicalofmostalpineglaciers.Accelerationisinconsistentwithadelayedre-sponsetoendofLittleIceAgeIndicatesamorerecentclimaticforcing(e.g.,globalwarming),GangotriGla-cier,India,R.Wessels,J.S.Kargel,andS.I.Hasnain,第二节冻土地貌Periglaciallandforms,一、冻土分布定义：凡处于零温或负温，并含有冰的各种土体或岩体分类：季节冻土；多年冻土,多年冻土的分布：具有明显的纬度地带性和垂直地带性。（1）从高纬向低纬方向，厚度变薄，而且由连续的冻土带过渡到不连续冻土带。（2）海拔越高，冻土层越厚，多年冻结层的顶面埋藏深度减小。（3）还与其它自然条件有关。海陆分布岩性坡向和坡度植被与雪盖,加拿大南北向冻土剖面,二、多年冻土的结构特征,冻融扰动构造1表层冻结层，2粗砂砾石因聚冰作用而脱水，3脱水的袋形砂砾，4含水的砂层被扰动，5永冻层,三、冻土地貌石海、石河、石冰川,多边形构造土Ice-wedgepolygons：因土层冻裂，并被冰楔或沙楔充填而成的多边形网格式地面。,Aerialviewofice-wedgepolygonsintheCanadianArctic,冰楔形成示意图,石环因冻土活动层中大小混杂的松散砂砾，经冻融分选而形成的中心为细粒物质，周围为较大砾石的环状地面形态,冻融分选过程：A.原始地面；B.冬季地面冻结，地面抬高，砾石位置也抬高；C.夏季地面开始融化，砾石下部仍冻结；D.砾石下部全部融化，并被小砾石填充，使砾石位置相对A抬高,Theeffectsoffrostheaving,冻融分选,冰核丘（冻胀丘Pingos）,热融地貌Soildscreep-热融滑塌与热融沉陷,冻土地貌的空间结构在基岩裸露的山顶、山坡以冻裂作用为主，常形成石海和石川。在松散碎屑覆盖的斜坡上可形成土溜阶坎。在地势平坦、松散沉积较厚的谷地、盆地和湖岸，则往往形成许多冰楔、石环和多边形土。,四、冻土开发利用问题,1.永冻土(5米深度平均地温从-