冰川沙漠地形与全球气候演变.DOC

第九課: 冰川、沙漠地形與全球氣候演變 一. 導言: 本章中我們要來研討另兩個營力 — 冰川與風力，並它們所造成的地表外觀與可能災害。有名的鐵達尼號事件是與冰山的流動有關； 大陸華北近年來常有的沙塵暴與風的營力有關；冰川與沙漠地形雖不存在於台灣，但在地表上它們佔有了相當大的面積， 是我們須關切的。 二.冰川: 冰川 是極大體積的冰，藉著其自身重量並重力的作用，在地表上緩緩移動。 因冰川都存在於高山與高緯度的寒帶地地區， 為一般熱帶、溫帶地區所罕見。 美國境內最富冰川景色之所在是在阿拉斯加州，阿拉斯加位在極地區；夏天晝長夜短，夜間僅二到三個小時，冬天則反是；阿拉斯加州境內有100,000 條冰川(圖9.1) ，佔地約29,000 平方英浬 。 此外加州的優勝美地國家公園 (Yosemite National Park) ， 是冰川留下的自然景觀，是巧奪天工之傑作(圖9.2) 。 1.冰川之構成: (a) 形成冰川的基本條件非常簡單， 即積雪大於溶雪；也就是每年下雪量大於雪的融化與蒸發。大部分的冰川是與極地地區極冷天氣有關；但在熱帶或亞熱帶高山地區亦有冰川存在。 因為在潮濕空氣中溫度隨高度每一百公尺下降0.6oC/ km， 故在雪線高度以上將終年積雪(圖9.3) 。 (b) 當雪越積越厚，會逐漸凝結成冰，其自身雪的重量會使其往下壓縮， 逐出空氣使雪重新結晶，成為顆粒較粗且較密的結構，稱為粒雪(firn)或萬年雪； 雪逐漸形成粒雪期間很長，須幾年甚或幾千年之久； 最終它本身重量使它從高山上滑下，或從冰層最厚處往外移動；其移動速率很慢，大約每日移動幾十公分，最快不超過1-2 公尺左右。 2. 冰川之型態: (1) 高山冰川或山谷冰川(又稱阿爾卑斯冰川Alpine Glaciers) ： 這是今天世界上最多之冰川，佔了高山山谷地區很大面積(如圖9.1) 。 (2) 大陸冰川(冰原或冰被) ： 這種冰川佔據大陸相當面積 (例如格林蘭與南極冰被，圖9.4) 。 3.冰川系統: 一個完整的冰川系統包括以下部分(圖9.6) (a) 積蓄帶(Zone of Accumulation) ： 其上冰川取得新的來源 (b) 消耗帶(Zone of Ablation) ： 其下冰川因融化與蒸發而減少 (c) 平衡線(Eqilibrium Line) ：亦即雪線，是冰川表面積蓄與消耗相抵銷處(圖9.5) (d)前進(Advancing) ： 在冬季，雪降增加 ，溶解與蒸發相對減少，冰川增後並延展， 此時冰川前進(圖9.7) 。 (e) 後退(Retreating) ： 在夏季， 雪降減少溶解加速，雪的消耗超過積蓄，此時冰川後退(圖9.7 )。 (f) 冰隙 (Crevasse): 在冰川上部表面常有裂縫，被稱為裂隙(圖9.8) 。 4. 冰川的侵蝕與沉積: (1)侵蝕作用: 冰川含極大的質量與硬度，使它有極大侵蝕力量，冰川侵蝕的地形如下: (a) U-形谷: 極重的冰川會切割岩壁所形成的冰谷為U-形谷(與河流切割河谷成V形谷不同)(圖9.9) 。 (b) 條痕(striation)或刻槽: 冰川的底部摩擦冰谷，作用如同砂紙作用於硬石壁上，留下了細而平行的刮痕，稱為條痕，條痕顯示了古冰川的流動方向(圖9.10) 。 (c) 磨蝕(Abrasion): 冰川藉著所攜帶的沉積物摩擦切割其底部平面，稱為磨蝕。 (d)拔(挖)蝕作用(Plucking): 當冰川移動時，底部若有凸出的石塊會被拔除， 稱為拔蝕。 (e) 冰斗(Cirque): 冰川源頭凹進，如同碗的形狀， 是由於冰川在源頭處拔蝕造成(圖9.11) 。 (f) 刃嶺(Arête): 當高山冰川在山的兩側流動，高山的岩壁常被削成很薄的尖嶺，稱為刃嶺(圖9.12) 。 (g) 角峰Horn: 如果山嶺四圍均為冰川包圍，經過朔源侵蝕的結果，造成一金字塔型的尖峰， 稱為角峰，如瑞士的馬特峯 Matterhorn(圖9.13) 。 (2). 沉積作用: 冰川非常有效的搬運與沉積沉積物，它造成了下列地形： (a)冰磧物 (Till) ：沉積物直接由溶冰沉積而成，稱為冰磧物(圖9.14) ， 它沒有經過淘選作用，故多為不規則型並含有大小顆粒不同的碎石與泥土。 (b) 冰水沉積(Outwash): 冰川前端終磧前有融化的水所攜帶流出的砂礫，堆積在冰川前面的山谷或平原中。 (c)冰磧石(Moraine): 冰川融化以後遺留在地面上堆積的冰磧物被稱之冰磧石， 其中分為： (i) 側磧 (lateral moraine): 在冰川兩側留下的冰磧石(圖9.15-16) 。 (ii) 中磧 (medial moraine):當兩條側磧交會。成為一條時