[環保]冰川融化的形成及對我們的影響?

冰川是一條長年存在以冰塊組成的巨大河流，又稱為冰河。在終年冰封的高山或兩極地區，多年的積雪在重力作用下擠壓成冰塊，沿斜坡向下滑形成冰川。兩極地區的冰川又名大陸冰川，覆蓋範圍較廣，是冰河時期遺留下來的。冰川是地球上最大的淡水資源，也是地球上繼海洋以後最大的天然水庫。七大洲都有冰川。

由於冰川形成於長年封凍地區，所以對冰川的研究，可以幫我們找到遠古時代的地質信息。由於溫室效應在高緯度地區和高海拔地區格外明顯，地球上的冰川正以驚人的速度消失。對於直接流入大海的冰川來說，這意味著巨型冰山的增多、海平面的上升以及沿海地區可能遭受到的氾濫；對於高山上的冰川來說，這意味著山腳下河流水流量的不穩定，即在大量融雪時造成水災、其餘時間則造成旱災。

冰川前進時會切割山谷兩側的岩石，將它們帶往下游很遠的地方。在冰河退縮時，這些巨大的石塊就被留在原來冰河的河道上，包括兩旁山坡上。冰河流經的山谷會由原來的 V 字型橫切面變成 U 字型橫切面。



冰積物
冰川產生多種岩屑稱之為冰積物。冰水冰積物是由稱為冰川融水的融冰中沉積下來的岩屑。有些冰積物含石塊和巨礫類似扁礫。冰積物也可能由冰川融水混入稱為冰礫泥的細礫沉積物。堆積冰磧土是融化時冰川頂部落下的岩屑



分佈
總面積約達16227500平方公里，即覆蓋了地球陸地面積的11％，約佔地球上淡水總量的69％。現代冰川面積的97％﹑冰量的99％為南極大陸和格陵蘭兩大冰蓋所佔有，特別是南極大陸冰蓋面積達到1398萬平方公里(包括冰架)，最大冰厚度超過4000米，冰從冰蓋中央向四周流動，最後流到海洋中崩解。


對於冰川的認識

冰川擦痕人類對於冰川的認識很早就有了。中國的唐朝玄奘師徒在西行中曾把天山木札爾特冰川描寫為

冰雪所聚﹐積而為凌﹐春夏不解……

大意就是說冰雪堆積形成了冰凌，不管是春天還是夏天都不融化。但是歐洲的阿爾卑斯山是現代冰川的研究的起源地。人類首次系統研究阿爾卑斯山的冰川19世紀30﹑40年代阿加西，J.L.R.(Jean Louis Rodolphe Agassiz )建立世界上第一個冰川研究站開始，為冰川學的建立奠定了基礎。1911年J.P.科赫和 A.L.韋格納開創了對大陸冰蓋的研究。20世紀50年代以來幾次大規模的國際合作計劃，70年代以來氧同位素﹑雷達測量﹑衛星遙感和遙測技術的應用，都有效地促進了對冰川的認識和研究



冰川的分類
冰川依照在地球上分佈的位置分為兩種，之所以分類是因為許多地理學者認為，這兩類的冰川地形其作用力、塑造的地形、成因皆有顯著差別。儘管習慣上冰川、冰河為同義詞，但是以下兩種分類慣用上並沒有冰川的同義詞，也就是說山嶽冰川、大陸冰川相比於山嶽冰河、大陸冰河而言，是較罕用或是地理研究上並不使用的專有名詞。


山嶽冰川

正在消融的冰川對周圍地貌影響的示意圖發育在高山上的冰川，呈舌形，在重力作用下運動。如中國青藏高原上的冰川，是世界最大的山嶽冰川。



大陸冰川
是冰川中最大的一種，呈盾形，這種冰川覆蓋著龐大的地面，在許多情況下，並且其厚度足以把全部山系--除最高的山峰外--都埋起來。面積超過14,000,000平方公里的南極洲，差不多全部都被一個平均接近1,980米厚的冰川覆蓋著，其東部冰層厚度可達4267米。格陵蘭冰蓋覆蓋的面積超過 1,800,000平方公里，實測最大厚度約3,350米。較小的大陸冰蓋常被稱作冰帽或冰原。地球上有兩大冰蓋，即南極冰蓋和格陵蘭冰蓋，它們占世界冰川總體積的99％，其中南極冰蓋占90％。格陵蘭約有83％的面積為冰川覆蓋。&

一.冰川的形成

在極地和高山地區，氣候嚴寒，常年積雪，當雪積聚在地面上後，如果溫度降低到零下，可以受到它本身的壓力作用或經再度結晶而造成雪粒，稱為粒雪（firn）。當雪層增加，將粒雪往更深處埋，冰的結晶越變越粗，而粒雪的密度則因存在於粒雪顆粒間的空氣體積不斷減少而增加，使粒雪變得更為密實而形成藍色的冰川冰，冰川冰形成後，因受自身很大的重力作用形成塑性體，沿斜坡緩慢運動或在冰層壓力下緩緩流動形成冰川。　
二.冰川的種類

冰川的種類主要依據冰川的形態、規模和所處的地形條件分為下列三種類型:



1.侵蝕作用（glacial erosion）


冰川有很強的侵蝕力，大部分為機械的侵蝕作用，其侵蝕方式可分為下列幾種:

(1)拔蝕作用（plucking）:

當冰床底部或冰斗後背的基岩，沿節理反覆凍融 而鬆動，若這些鬆動的岩石和冰川凍結在一起，則當冰川運動時就把岩塊拔起帶走，這稱為拔蝕作用。經拔蝕作用後的冰川河谷其坡度曲線是崎嶇不平的，形成了梯形的坡度剖面曲線。

(2)磨蝕作用（abrasion）:

當冰川運動時，凍結在冰川或冰層底部的岩石碎片，因受上面冰川的壓力，對冰川底床進行削磨和刻蝕，稱為磨蝕作用。磨蝕作用可在基岩上形成帶有擦痕的磨光面，而擦痕或刻槽是冰川作用的一種良好證據，其方向可以用來指示冰川行進的方向。


(3)冰楔作用（frost action）:

在岩石裂縫內所含的冰融水，經反覆凍融作用，體積時漲時縮，而造成岩層破碎，成為碎塊，或從兩側山坡墜落到冰川中向前移動。

(4)其他:

當融冰之水進入河流，其常夾有大體積之冰塊，會產生強大撞擊力破壞下游的兩岸岩石。

　

冰川侵蝕力的強弱受到下列因素的影響:

(1)冰層的厚度和重量。重厚者侵蝕力強。

(2)冰層移動的速度。速度大者侵蝕力強。

(3)攜帶石塊的數量。攜帶數量越多越重者，侵蝕力越強。

(4)地面岩石之粗糙或光滑。粗糙地面較易受冰川之侵蝕。

(5)底岩的性質，底岩鬆軟者較易受侵蝕。

(6)岩層之傾斜方向與冰川移動方向一致者，易遭侵蝕。

　

因侵蝕作用而造成的冰蝕地貌有:


(1)冰斗 :

為山谷冰川重要冰蝕地貌之一，形成於雪線附近，在平緩的山地或低窪處積雪最多，由於積雪的反覆凍融，造成岩石的崩解，在重力和融雪水的共同作用下，將岩石侵蝕成半碗狀或馬蹄形的窪地，典型的冰斗於是形成。冰斗的三面是陡峭岩壁，向下坡有一開口，若冰川消退後，窪地內積水成湖，即為冰斗湖。


(2)刃脊 、角峰 、冰啞 :

若冰斗因為挖蝕和凍裂的侵蝕作用而不斷的擴大，冰斗壁後退，相鄰冰斗間的山脊逐漸被削薄而形成刀刃狀，稱為刃脊。而幾個冰斗所交匯的山峰，形狀很尖，則稱為角峰。在刃脊之間的低下鞍部處，則為冰啞。

(3)削斷山嘴 、U型谷 、石窪地 :

當山谷冰川自高地向低處移動，山嘴被削平成三角形，稱為削斷山嘴。又因為冰川谷的橫剖面形狀如U字形，故稱U型谷。U型谷兩側有明顯的谷肩，谷肩以下的谷壁較平直，底部寬而平，若是在冰川谷的底部，因冰川的挖蝕，而造成向下低凹的水坑，則稱為石窪地。


(4)峽灣 ：

在高緯度地區，冰川常能伸入海洋，在岸邊侵蝕成一些很深的U型谷，當冰退以後，海水可以沿谷進入很遠，原來的冰谷便成峽灣。

(5)懸谷 ：

懸谷的形成是來自於冰川侵蝕力的差異，主冰川因冰層厚、下蝕力強，故U型谷較深；而支冰川因為冰層薄、下蝕力弱，故U型谷較淺。因為在支冰川和主冰川的交匯之處，常有冰川底高低的懸殊，當支冰川的冰進入主冰川時必為懸掛下墜成瀑布狀，稱之為懸谷。

(6)羊背石 ：

為冰川基床上的一種侵蝕地形，是由基岩組成的小丘，常成群分布，遠望如匍匐的羊群，故稱為羊背石。其平面為橢圓型，長軸方向與冰流動方向一致，向冰川上游方向的一坡由於冰川的磨蝕作用，坡面較平，坡度較緩，並有許多擦痕；而在另一側，受冰川的挖蝕作用，坡面坎坷不平，坡度也較陡。羊背石的形成，是由於岩層是軟硬相間的排列，當侵蝕、風化的作用進行時，軟的岩層會被侵蝕的較多較深；而硬的岩石抵抗侵蝕、風化的能力較強，所以在侵蝕、風化後，硬的岩層會較軟的岩層高，形成隆起的橢圓地形，一面受磨蝕、一面受挖蝕。


(7)冰川磨光面、冰川擦痕 ：

在羊背石上或U型谷谷壁及在大漂礫上，常因冰川的作用而形成磨光面，當冰川搬運物是砂和粉砂時，在較緻密的岩石上，磨光面更為發達；若冰川搬運物為礫石，則在谷壁上刻蝕成條痕或刻槽，稱之為冰川擦痕，擦痕的一端粗，另一端細，粗的一端指向上游。

　　

2.搬運作用(glacial transportation)

由於冰川的侵蝕作用所產生的大量鬆散岩屑和從山坡崩落得碎屑，會進入冰川系統，隨冰川一起運動，這些被搬運的岩屑稱為冰磧物，依據其在冰川內的不同位置，可分為不同的搬運類型：

(1)表磧：出露在冰川表面的冰磧物。

(2)內磧 ：夾在冰川內的冰磧物

(3)底磧 ：堆積在冰川谷底的冰磧物。

(4)側磧 ：在冰川兩側堆積的冰磧物。

(5)中磧 ：兩條冰川匯合後，其相鄰的側磧即合而為一，位於會合後冰川的中間稱為中磧。

(6)終磧（尾磧） ：隨冰川前進，而在冰川末端圍繞的冰磧物，稱為終磧。

(7)後退磧 ：由於冰川在後退的過程中，會發生局部的短暫停留，而每一次的停留就會造成一個後退磧。

(8)漂石 ：冰川的搬運作用，不僅能將冰磧物搬到很遠的地方，也能將巨大的岩石搬到很高的部分，這些被搬運的巨大岩塊即稱為漂石，其岩性和該地附近基岩完全不同。

冰川的搬運能力很強，但相對地，冰川的淘選能力很差。

　

3.堆積作用（glacial deposition)

冰川攜帶的砂石，常沿途拋出，故在冰川消融以後，不同形式搬運的物質，堆積下來便形成相應的各種冰磧物。所謂冰磧物，是指由冰川直接造成的不成層冰積物。而冰積物，就是指直接由冰川沈積的物質，或由於冰水作用的沈積物，及因為冰川作用而沈積在河流湖泊海洋中的物質。

冰積物可分為不成層的冰積物和成層的冰積物兩者：

(1)不成層的冰積物：
此種冰積物是由冰川後退時所遺留的石礫所造成，因為冰融化而遺留於地面的堆積物大小不一，石塊為少帶有稜角、表面為被磨光或帶有擦痕，堆積後為不現層理，此種雜亂無層理的冰積物，常稱為冰礫土而由冰磧物所形成的冰磧地形有：

a.）冰磧丘陵＜基磧丘陵＞：

冰川消融後，原有的表磧內磧中磧都沈到冰川谷底，和底磧合稱為基磧，這些冰磧物受到冰川谷底地形的影響，堆積成坡狀起伏的丘陵，稱為冰磧丘陵。大陸冰川區的冰磧丘陵規模較大，而山谷冰川所形成的冰磧丘陵，規模要小的多。

b.）側磧堤 ：

是由側磧和表磧在冰川後退處共同堆積而成的，位於冰川谷兩側，成堤狀向冰川上游可一直延伸至雪線附近，而向下游常可和終磧堤相連。


c.）終磧堤 ：

終磧堤所反應出的是冰川後退時的暫時停頓階段，若冰川的補給和消融處於平衡狀態，則冰川的末端可略作停留於某一位置，這時由冰川搬運來的物質，將可在冰川尾端堆積成弧狀的堤，稱為終磧堤。大陸冰川的終磧堤高度較小，長度可達幾百公里，弧形曲率較小；反之，山谷冰川的終磧堤高度可達數百米，長度較小，弧形曲率較大。

d.）鼓丘 ：

鼓丘是由冰積物所組成的一種丘陵，約成橢圓形，長軸與水流方向一致，迎冰面是陡坡，背冰面是一緩坡，其縱剖面為不對稱的上凸形。一般認為鼓丘是由於冰川的搬運能力減弱，底磧遇到阻礙所堆積而成的。其主要分布在大陸冰川終磧堤以內的幾公里到幾十公里，常成群出現，造成鼓丘田；山谷冰川的鼓丘數量較少。




七.問題與討論



1.冰川中會夾帶大的岩塊，這些大岩塊對冰 川不會產生阻力使冰川減速嗎？

答：因為冰川的流動本身受到重力的影響非常大，而再冰川中夾帶的岩塊碎屑主要可以增加重力，重力的增加反而使冰川流的更快。

2.如何使用放射性定年來定冰川的歷史？

答：放射性定年主要是以冰川所帶動的冰磧物來作定年。由冰磧物中所定的放射性物質相比較，來定出冰川活動的歷史。

3.在冰川流動時，冰川底部為何會因為摩擦 而融化成水？

答:因為底部摩擦會生熱，所以冰川會融化成水。

4.如何判定冰川流動的方向？


答:可以利用羊背石來判定冰川流動的方向。但因為冰川流動和水的流動情形相似，所以流動的方向可能會隨時在變，所以判定冰川流動的方向需要很多的資料，再取平均值才能判定。

【明報專訊】亞洲十分一人口居於沿海，但很多專家認為，亞洲絕大部分地區都漠視海水上升帶來的禍害，缺乏周詳應對計劃。專家承認，很多亞洲國家都沒足夠資金建造荷蘭 式的堤壩，但有關政府應調

整長線國策，鼓勵國民遷往內陸地區。

●泰國 ——曼谷 20年後恐被淹浸

泰國權威氣象專家指出，曼谷有可能於20年內被海水淹浸，影響全市千萬人口，政府需建大型海牆作防護，但現時政府對此不聞不問。為提高民眾對暖化問題的關注，曼谷下周三將進行了歷時15分鐘的全城「關燈」行動。

●新加坡 ——大量填海惹禍

新加坡近數十年來在沿海地區大量填海。新加坡國父李光耀 受訪稱，暖化對沿海低窪區確是巨大威脅，「我們應建何種堤壩？應在哪裏取得物資建堤壩？應挖掘海嗎？我們面臨十分嚴峻考驗。」專家認為，星洲應是最肯採取措施（如建海堤）防範海水上升威脅的國家，因為若出現最惡劣的情，該國部分陸地將被浸在6米水深下。專家威廉斯說﹕「區內最先認真考慮這問題的是新加坡，因為他們有許多填海地皮。」

●印尼 ——2000小島瀕危

印尼今年已停止挖泥沙輸往新加坡作填海工程。若海水上升，到2030年印尼會有2000小島被淹沒。當局正草擬全國策略應付暖化危機。

●中國——颱風增加影響經濟

中國沿海居民達1.4億，是最受海水上升威脅的國家；另颱風增加也將對東南沿海經濟重心構成威脅，惟目前中國環保部門最力的，是空氣及水污染問題而非應付海水上升。受暖化影響，北京 氣溫最近達31.9℃，創40年來同期最高。

●印度 ——港口發展削弱海防保護

環保人士指，為方便輸入原油和煉油，印度近年大力發展港口，沿岸急速發展已減少了海灘及紅樹林等天然海防保護，但當局並無清晰對付策略。

●不丹——喜瑪拉雅山冰川融化

位於喜瑪拉雅山脈地區的內陸國不丹，對環保貢獻比很多國家都多，但暖化令喜瑪拉雅山冰川融化卻嚴重威脅他們，因為融冰會在高地形成許多湖泊，一旦崩堤便會造成洪水災難。目前全國有24個湖泊存在決堤危險。

不丹四分之三土地為森林，嚴格的環保政策令不丹成為全球十大生物多樣性國度，該國官員說﹕「我們的農民為環保付出很大犧牲，但世界並未對我們作出積極的回報（未有致力減排溫室氣體）。」

我只識冰川的影響
冰川對全世界的海平面的影響極為大，海中蒸發上升的水，其中部分會以雪的形式落下，雪在融化成水最後流入大海。但是在歷史上的寒冷期或冰川時期，上述的平衡狀態會被破壞，因為冰雪留在地面上不移動，將使海平面下降，這種現象稱為“海水面的變化“。在大冰期來臨時，海水大量蒸發被集中在陸地上造成冰川，海水面即普遍下降；在間冰期時，冰川逐漸融化，在變成水流入海洋中，海水面也逐漸回升。而目前全世界正在一個間冰期中，海水面每年上升約一～二公釐。今日如果南極大陸的冰層融解，將會使海平面升高六十公尺。