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地球上的冰川:流动的力量

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:要是粒雪盆里的冰川冰,不是经常不断地向下发生塑性流动的话,那么,冰川的厚度早就超过珠穆朗玛峰了,地球上的最高点,很难知道会出现在哪里。流动,是冰川生命活动的动力。阿尔卑斯山的冰川,平均年流动速度,在100米左右。比如说贡嘎山的海螺沟冰川,年流动速度已达到200米。冰川流动速度居世界第一的,是格陵兰岛上的一些冰川,其中有条冰流,已经创造出年流动1700米的世界纪录,至今还没有谁能打破这项纪录。

地球上的冰川:流动的力量

在一般人的眼里,一条条冰川,似乎是纹丝不动的。

其实,这不过是人们的一种错觉。要是粒雪盆里的冰川冰,不是经常不断地向下发生塑性流动的话,那么,冰川的厚度早就超过珠穆朗玛峰了,地球上的最高点,很难知道会出现在哪里。幸亏冰川冰是会发生塑性流动的,它一面积累,一面又流走,才使今天的人们,能够攀登高山,能够在极地建立科学基地

然而,人们知道冰川是会流动的,不过是100多年前的事。

红雪莲和高山玫瑰

欧洲有座著名的阿尔卑斯山,山区的村民们纯朴可爱。他们有一种采“高山玫瑰”的古老风俗。高山玫瑰是生长在雪线附近的一种美丽鲜艳的野花,一般很难采到。但是,当小伙子向心爱的姑娘求爱时,为了表示自己对爱情的忠诚,冒着各种危险,到雪线附近去采高山玫瑰,献给自己心上的人儿。19世纪初,有几位年轻人相约去采集那珍贵的野花,不幸在粒雪盆里被雪崩掩埋了,连尸体也无法找到。当时有个研究冰川的学者刚好在那里工作,他推测说,过40年后,这几位不幸者的尸体将会在冰川末端出现,到那时再收尸吧。人们不相信,都嘲笑这位学者多喝了几盅酒,在说诳话。然而,43年后,果然在冰川末端,出现了那几个不幸者的尸体,有个小伙子手里还紧紧握着一束高山玫瑰。

是谁把尸体从粒雪盆里,悄悄搬运到冰川末端的呢?

是冰川。

原来,尸体被雪崩掩埋后,他们周围的积雪,在粒雪盆里变成了冰川冰。冰川冰会在上部冰雪层的压力和重力联合作用下,不断地向下游作塑性流动。这很像盆子里的面团,如果你连续不断地向盆子中心增加面团,总有一个时刻,盆子底部的面团会向盆子边缘溢出来。因此,粒雪盆里不断地被挤出冰川冰,冰川冰也就持续不断地处在运动状态中。冰川在流动过程里,把尸体捎带着移到冰川末端了。庆幸这是条不大的冰川,从积雪变成冰川冰再流到冰川末端,完成这样一个周期只用了40多年时间。如果那几个不幸者遇到一条大冰川,那么在冰川末端收尸的,将会是他们兄长们的孙子或者曾孙了。

流动,是冰川生命活动的动力。

假如冰川不会流动,对于我们的世界,将会是一场大灾难。你可以想象一下,如果地球上的水,逐渐变成冰雪,在雪线以上的地区,堆积得比珠穆朗玛峰还高,人们不能登攀还只是一件小事,而得不到合理的水源才是件头等大事呢。在那个时候,地球上将会没有江河湖海,没有水生生物,工厂不会冒烟,田野没有绿色。兴许你会不服气地说,天上不是还有雨水吗?如果地球上没有了江河湖海,没有了绿色植物,哪里还有水汽去布云下雨呢?

幸亏冰川是会流动的,它使地球免去一场灾祸,基本上保持了水体的平衡。

每一条发育成熟的冰川,都可以分为粒雪盆和冰舌两个部分。雪线以上的粒雪盆,是冰川的积累区,它不断地吃进积雪,孕育出冰川冰,源源不断越过粒雪盆边缘的冰坎,补充到雪线以下的冰舌上去。冰舌是冰川的消融区,它的融水构成了大河的最初水流。这两个部分,好像是一架天平的两端,共同控制了冰川的生命,雪线正好相当于天平的支点

那么,冰川为什么会流动呢?它不是固体吗?

是的,它是固体。一般来说,固体的东西是很难流动的。但是你不要忘了,冰川是由积雪演变过来的,冰川冰的冰晶结构,很近似于颗粒状的粒雪。冰川冰的晶体与晶体之间的空隙里,还存在着一层薄得难以察觉的液态水。也就是说,每个冰川冰的晶体,是被一层液态水包裹着的。因此,冰川冰本身就经常处在塑性流动的状态中。

冰川流动起来有些与水流相似,中间快,两边慢。倘若在冰川上横向插一排花杆,几个月后,就可以看见,中间的花杆远远跑到前面去了。本来是一条直线的花杆连线,这时候变成一根弧线。

冰川还会像水流那样,在地形阻塞的地方,出现涡旋。冰川涡旋的花纹,非常美丽,很像海滩上拾到的贝壳的花纹。

当然,冰川毕竟是固体。它不可能像水流那样,让人一眼就能看出在流动。它的流动速度,比蜗牛还慢,人的眼睛是无法察觉的。以致不少人以为它是不会流动的。

1840年8月,瑞士科学家阿加西斯在阿尔卑斯山的老鹰冰川上,修建了一座冰上小屋。这座小屋共有2间,一间是卧室,一间是厨房。阿加西斯风趣地把它命名为“纳沙泰尔人旅馆”。建造这座冰上小屋的时候,它的地基离开阿布什翁角的距离是797米。但到1842年阿加西斯再次来到老鹰冰川居住时,却发现它与阿布什翁角的路程,变成943米了。这就是说,不到2年时间,纳沙泰尔人旅馆跟着冰川,向下游移动了146米。

无独有偶,80多年后的1927年,有个名叫秀基的地质学家,也在这条老鹰冰川上,修筑了一座用石头砌成的小屋。当然,当年阿加西斯的冰上小屋,早已随着冰川的流动,到达了冰川前端,倾覆在冰碛上,无法辨认它昔日的风貌了。13年后,秀基再次去看望他的石砌小屋时,发现小屋已经离开原来的地方,跟着它的地基——冰川,向下游流动了1428米。

阿尔卑斯山的冰川,平均年流动速度,在100米左右。你是不是感到,它们比小脚女人还要走得慢?的确,即使是莲步轻移,恐怕一年移动的距离,也会远远超过这个数字。但是,阿尔卑斯山的冰川,在冰川流动的越野赛中,还不是跑得最慢的——我国天山祁连山的冰川,由于深居内陆,气温低,降雪少,它们才走得慢呢,一年很少有超过30米的纪录的。我国西部高山上的大陆性冰川,都走得很慢很慢,一直在每年30~100米之间徘徊。即使是大陆性冰川里面的佼佼者,珠穆朗玛峰下的绒布冰川,1966~1968年间的测量数据,在它冰舌中段海拔5520米的地方,1年流动的距离也不过是117米。

当然,我国的海洋性冰川上,就又是另一回事了。它们虽然也是莲步轻移,但已属于“较快级”了。比如说贡嘎山海螺沟冰川,年流动速度已达到200米。“较快级”的冠军,恐怕要数念青唐古拉山的阿扎冰川了,它创造了年流速300米的我国纪录。(www.xing528.com)

冰川流动速度居世界第一的,是格陵兰岛上的一些冰川,其中有条冰流,已经创造出年流动1700米的世界纪录,至今还没有谁能打破这项纪录。

冰川流动速度总的来说是比较缓慢的。但是有些冰川,它们会在长期莲步轻移之后,突然脾气急躁起来,像惊马一样,一下子向前猛然推进。

19世纪初,有两位年轻的美国冰川学家,首先发现阿拉斯加南部的冰川湾里,有9条脾气古怪的冰川。它们不是正常地莲步轻移,而是停停跳跳,弄得人简直莫名其妙。其中有一条名叫伦杜的冰川,长17千米,在1908年,突然爆发式向前跃进2545米。

这种脾气古怪的冰川,喀喇昆仑山里也有。1935年,喀喇昆仑山的阿克塔希冰川,在7个月里,就突然推进了2500米。

或许是由于这些冰川地处荒无人烟的山谷,它们脾气古怪一些,并没有引起人们的注意。但是不久,阿拉斯加的黑激流冰川在世界新闻上大嚷大闹,人们就对它们刮目相看了。

阿拉斯加中部费尔班克斯城和太平洋海岸苏厄德城之间,有一条公路干线,这条干线的上方,有一条名叫黑激流的冰川。1936年冬天刚刚来临的当儿,住在公路旁边的居民列维尔一家,听到黑激流冰川方向,有隆隆的响声传来,好像坦克压碎冰层的声音。坦克怎么会开到冰川上去呢?10月3日,列维尔的妻子好奇地用望远镜想看个究竟。她从望远镜里发现,7千米外的黑激流冰川,冰舌前面横七竖八地出现一垛由碎冰块组成的冰崖,正在缓缓向前移动。以后,冰川推动冰崖移动的速度加快了。冰川撞击冰床伴随着冰裂的声响,把列维尔家的房子玻璃震得发响,大地也似乎在颤动。黑激流冰川向前推动最快时,每天达到60米的距离,创造了当时所知的这类冰川前进的世界纪录。因为这样,这条默默无闻的冰川,一下子竟吸引了世界各地新闻界的注意。报纸上成篇累牍地刊登黑激流冰川推进的惊人消息,好像发市某位国家元首的病情公报一样。而且有人预言,黑激流冰川总会有一天,推进到公路干线上,破坏公路,摧毁桥梁,引起人们一片恐慌。后来,总算谢天谢地,黑激流冰川只跟人们开了一个大玩笑后,在离公路800米的地方停了下来,再也没有力气继续蠕动了。1937年2月,一场虚惊才告结束。

就在黑激流冰川震惊世界新闻后的第二年,挪威极地研究所的飞行员发现,北极海域斯匹次卑尔根群岛上的东冰盖南端,出现了一条非常惊人的新冰川。这条冰川后来被命名为“快速生长的冰川”。它的确生长得极快,在3年时间里,它长了21千米,冰舌一直伸向海洋,占据海洋的面积达到500平方千米,成为一个漂浮在海面上的巨大的漂浮冰舌。其实,它不是一条快速生长的新冰川,而仅仅是从东冰盖的南支冰流上流出的一股冰流,突然爆发式向前推进21千米罢了。这是迄今所知冰川爆发式推进距离最远的一条冰川。

黑激流冰川所创造的日进60米的世界纪录,16年后也被另一条冰川打破了。

1953年3月21日,喀喇昆仑山南坡的斯塔克河源头,有一条名叫库西亚的冰川,突然脾气急躁起来,像一匹挣脱了缰绳的烈性野马,一溜烟地直向下游跑去,形成一条1000多米宽的庞大冰流,无情地摧毁了斯塔克河谷里苍翠的森林、肥沃的耕地和村庄。到6月11日止,在不到3个月的时间里,库西亚冰川前进了12千米,平均每天前进145米,每小时6米。

现在初步知道,全世界大约有300条冰川出现过爆发式前进的现象。为了与那些流动速度正常的冰川有所区别,人们把这类冰川,叫作跃动冰川。也有人把它们叫做波动冰川、飞跑冰川,或者叫灾难性冰川。

的确,在冰川大家庭里,只有这种跃动冰川,给人类带来灾祸。

那条保持着世界纪录的库西亚冰川摧毁耕地和村庄的悲惨故事,并不是史无前例的。

奥地利阿尔卑斯山的提罗尔地区,有条维也纳冰川,大概平均每隔82年,便要跃动一次,发一下难。每次发难的距离并不长,仅仅2千米而已。但它每次发难,就抵达海拔2110米的罗芬谷地,在那里封闭了罗芬谷地的上游,迫使河水堵塞,形成一个临时性的冰川阻塞湖。1600年7月20日,维也纳冰川跃动到罗芬谷地后,又形成了宽广的罗芬临时冰湖。就在这天,罗芬冰湖突然溃决,汹涌的湖水席卷了下游的欧兹妥镇。

类似的例子在我国也发生过。

我国与锡金交界的地方,有个湖泊,名叫取比下马湖。湖长450米,宽100多米,湖面海拔4560米。1940年7月10日夜间,取比下马湖岸上的冰川突然发生跃动,有一段冰舌滑落到湖里,使湖水猛然暴涨,形成强大的冲击波击溃了湖堤。于是500多万立方米湖水立即涌入下游河谷,在亚东下司马附近,水位上涨5米,河水漫堤进街,冲倒了一些房屋。

发源在喜马拉雅山北麓的年楚河,是雅鲁藏布江的支流。这是一条平静富饶的河流,沿岸农田栉比,水草丰美,一派田园风光。1954年夏天,河水出人意料地突然暴涨,几乎使江孜、日喀则一带泛滥成灾。原来,在年楚河的上游,有一个叫桑旺的湖泊,这年7月间,天气异常闷热,使桑旺湖后壁上的2条冰川,突然发生跃动,滑入湖内,致使湖堤溃决,闯下大祸。

冰川流动

看来,某些冰川产生跃动的现象,是冰川运动的一种特殊方式了。

为什么一些冰川,会产生这种比较特殊的运动方式呢?

多数学者认为,当冰川上游某一部分冰的积累量增大到一定程度,超过冰的强度极限时,冰川运动的方式,就会由一般的塑性流动,突然转变为快速的块状滑动,以便能够在比较短的时间内,迅速解除掉积累在冰体内的应力。这样,就导致了冰川爆发式向前推进。当冰体内的应力消减到正常状态时,跃动就会自己停止,冰川恢复正常状态。

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