導言：歡迎來到冰川作用的世界！
你有沒有想過，為甚麼雄偉的高山會擁有刀刃般鋒利的山脊？又為甚麼有些山谷的形狀會像巨大的碗一樣？當中的奧秘就是冰！這些被稱為冰川（glaciers）、緩慢移動的巨大「冰河」，在英國以至全球各地雕刻出不少壯麗的地貌景觀。
如果剛接觸自然地理時覺得有點挑戰性，請不用擔心！在這份筆記中，我們將一步一步為大家拆解冰川是如何形成、移動並塑造地形，以及英國在最後一次冰期時的模樣。
1. 甚麼是冰川？
冰川是一條巨大且緩慢流動的「冰之河」。與液態水構成的普通河流不同，冰川由固態冰組成，在巨大的重力牽引下緩緩向山下蠕動。
冰雪圈（The Cryosphere）
冰川是科學家所指的冰雪圈（cryosphere）的重要組成部分。冰雪圈是指地球表面所有水以固體形式存在的部分，包括：
• 海冰、湖冰和河冰
• 積雪
• 冰川、冰帽和冰蓋
• 凍土（永久凍土）
冰川是如何形成的？
冰川並非一朝一夕形成，而是需要非常獨特的環境條件：
步驟 1：在高山窪地中降雪，當地的氣溫終年偏低，即使在夏季積雪也不會融化。
步驟 2：年復一年，新降下的雪覆蓋在舊雪之上。
步驟 3：新雪層的巨大重量壓實底下的雪層，並將當中的氣泡擠出。
步驟 4：隨着時間推移，這些被壓實的雪會轉化為高密度的冰川冰。積雪大約需要 \(20\text{ 至 }30\text{ 年}\) 才能轉變成堅硬的冰川冰！
冰川物質平衡：冰的收支預算
你可以把冰川想像成一個銀行賬戶。不過它儲蓄和支出的不是金錢，而是冰！這種得失的平衡稱為物質平衡（mass balance）：
• 累積作用（Accumulation）：積雪和冰加入冰川（通常發生在山頂高處）。
• 消融作用（Ablation）：冰川因融化或直接由固態冰昇華為氣體而流失雪和冰，通常發生在氣溫較高的下游位置。
運作原理：
• 如果累積量大於消融量，冰川就會增長並向山下前進（advance）。
• 如果消融量大於累積量，冰川就會縮小並向山上後退（retreat）。
你知道嗎？ 冰川並不總是純白色的！在極高壓下，冰川冰會吸收光線，呈現出明亮清澈的藍色。此外，由於冰川研磨並搬運了數以噸計的岩石和塵土，因此表面看起來有時會頗為骯髒或呈灰色。
重點總結： 冰川是由壓實的積雪歷經 \(20\text{ 至 }30\text{ 年}\) 轉化而成。當累積量多於消融量時，冰川會向前推進；消融量多於累積量時，冰川則會後退。
2. 冰川作用過程：冰如何塑造地球表面
冰川是大自然的終極推土機。它們透過四個主要物理過程來改變地貌：風化作用、侵蝕作用、搬運作用和沉積作用。
A. 風化作用：凍融作用
在冰川搬運岩石之前，風化作用已經在原地將岩石破碎。在寒冷環境中最常見的是凍融風化（freeze-thaw weathering）：
1. 白天時，液態水滲入岩石的細小裂縫中。
2. 到了夜晚，氣溫降至冰點以下，水分結成冰。
3. 當水結冰時，體積會膨脹約 \(9\%\)！
4. 這種膨脹會對裂縫產生巨大的壓力。長年累月反覆凍結和融化，裂縫會逐漸擴大，直至岩石碎裂成尖銳的碎塊。
B. 冰川侵蝕作用：拔蝕與磨蝕
當冰川沿山坡向下流動時，主要透過兩種方式來削磨岩石：
• 拔蝕作用（Plucking）：冰川底部的融水滲入岩石裂縫並凍結在下方的岩面上。隨着冰川向前移動，它會直接將已被凍融風化鬆動的大塊岩石「連根拔起」或扯走。
• 磨蝕作用（Abrasion）：嵌入冰川底部和兩側的岩石碎屑就像粗糙的砂紙一樣。隨着冰川移動，它會刮磨基岩，將其磨平並在表面留下刮痕（冰擦痕）。
記憶小貼士： Plucking（拔蝕）＝ Pulling（扯出）岩石。Abrasion（磨蝕）＝ Abrasive（粗糙的砂紙）磨平岩石。
C. 冰川搬運作用
冰川是非常出色的物質搬運工，它們主要在三個不同位置搬運碎屑：
• 冰上搬運（Supraglacial）：在冰川頂部搬運的物質（通常是由凍融作用導致從山谷兩壁崩落的岩石）。
• 冰內搬運（Englacial）：被困在冰體內部所搬運的物質。
• 冰下搬運（Subglacial）：在冰川底部沿着基岩被拖曳移動的物質。
D. 冰川沉積作用：冰磧物 vs 冰水沉積物
當冰川融化時，它會卸下所攜帶的大量岩石和沉積物。沉積物主要分為兩種：
• 冰磧物（Till）：直接由融化的冰川冰沉積下來的物質。由於它們是一次過堆積，因此冰磧物缺乏分選（大小不一，混雜了細小的黏土顆粒、卵石和巨石），而且稜角分明（未經流水磨圓，邊緣鋒利）。
• 冰水沉積物（Outwash）：由冰川融水溪流搬運並沉積的物質。由於經過流水的搬運，冰水沉積物經過分選（按顆粒重量呈層狀分佈），而且磨圓度高（在水流碰撞中被磨平圓滑）。
重點總結： 凍融作用使水膨脹 \(9\%\) 从而裂解岩石。冰川透過拔蝕作用（扯出岩石）和磨蝕作用（砂紙般刮磨）進行侵蝕，並留下無分選的冰磧物或經水流分選的冰水沉積物。
3. 冰川地貌：高地與低地
冰川能塑造出獨特的地貌。我們通常將其分為侵蝕地貌（在高山高地地區雕刻而成）和沉積地貌（在低地山谷堆積而成）。
高地侵蝕地貌
1. 圈谷／冰斗（Corrie / Cirque）：
位於山坡上的深陷碗狀窪地，背壁非常陡峭。它始於積雪匯集並壓實成冰的小窪地，旋轉滑動、拔蝕作用和磨蝕作用共同將窪地挖深，並使後壁變得更加陡峭。
2. 刃嶺（Arête）：
當兩個圈谷在同一座山坡上背對背侵蝕時，所形成的刀刃狀陡峭狹窄山脊。
3. 角峰（Pyramidal Peak）：
當三個或以上的圈谷圍繞同一座高山向後侵蝕時，所形成的金字塔狀尖銳山峰。
4. U形谷／冰蝕谷（U-shaped Valley / Glacial Trough）：
谷底平坦、兩壁陡峭的寬闊山谷。在冰川形成前，河流會形成狹窄的V形谷；而當冰川像推土機般沿山谷推進時，會將其拓寬、加深並削直，形成標誌性的「U」形。
5. 截頭山嘴（Truncated Spurs）：
沿U形谷兩側的陡峭懸崖。這是由於強大的冰川直接削去原先由曲折河流形成的交錯山嘴（interlocking spurs）前端所致。
低地及山谷沉積地貌
1. 冰磧（Moraines）：
由冰川沉積的無分選冰磧物構成的脊狀或丘狀地貌。根據形成位置可分為四個主要類型：
• 側冰磧（Lateral Moraine）：沿冰川兩側堆積的冰磧脊。
• 中冰磧（Medial Moraine）：當兩條冰川匯合時，兩側的側冰磧結合並在冰川中央延伸形成的冰磧脊。
• 終冰磧（Terminal Moraine）：沉積在冰川最前端（冰舌前端）的顯著冰磧脊，標誌着冰川曾到達的最遠界線。
• 底冰磧（Ground Moraine）：鋪展在冰川下方谷底的一層毯狀冰磧物。
2. 漂礫／尋常石（Erratics）：
被冰川內部或表面長途搬運，並沉積在與其地質／岩石類型完全不同區域的巨大外來巨石。
3. 鼓丘（Drumlins）：
由冰磧物組成、外形平滑呈橢圓形的小丘，看起來像半埋在土中的雞蛋或淚滴。它們由移動中的冰川塑形而成，通常成群出現，形成所謂的「鼓丘群」或「一籃雞蛋」地貌。
重點總結： 圈谷、刃嶺、角峰和U形谷是高地受冰川侵蝕雕刻而成的地貌；冰磧、漂礫和鼓丘則是由低地沉積的冰磧物堆積而成的地貌。
4. 英國的冰川作用
你知道英國曾經被冰雪覆蓋嗎？在最後一次冰期的鼎盛時期（大約 \(20,000\text{ 年前}\)）：
• 全球大約有 \(30\%\) 的陸地表面被冰覆蓋。
• 在英國，巨大的冰蓋覆蓋了蘇格蘭、威爾斯、愛爾蘭的大部分地區以及英格蘭北部。
• 冰蓋向南延伸橫跨不列顛，一直到達布里斯托爾灣（Bristol Channel）。
今天，英格蘭的湖區（Lake District）和蘇格蘭高地以其壯觀的山峰景觀聞名於世，當中的陡峭U形谷、刃嶺和圈谷，全部都是在那個冰河時代雕刻出來的！
5. 常見誤區與迷思（切記避免這些錯誤！）
誤區 1：「冰川是完全純白且毫無生命的。」
正解： 在高壓下的冰通常呈深藍色，而且冰川會搬運混濁的沉積物。微小生物可以在冰上生存，特別是在冰塵孔（cryoconite holes，即冰面上由深色微塵輕微融化而成的小孔洞）中。
误區 2：「湖區就只有湖泊。」
正解： 雖然湖區以湖泊聞名，但鋒利的刃嶺和深邃的U形谷等壯麗的高地侵蝕地貌，同樣是構成湖區特色的重要部分。
誤區 3：「拔蝕作用和磨蝕作用是一樣的。」
正解： 拔蝕作用是扯走凍結在冰中的岩石；磨蝕作用則是由嵌入的岩石刮磨及磨平基岩。
誤區 4：「截頭山嘴完全是由冰構成的。」
正解： 截頭山嘴是原有地貌被改造而成的！它們起初是河流形成的交錯山嘴，後來前端被冰川削平而形成。
溫習速記總結
• 冰川： 經 \(20\text{ 至 }30\text{ 年}\) 形成的緩慢移動冰河。
• 物質平衡： 累積量（收入）減去 消融量（支出）。
• 凍融作用： 水在岩石裂縫中結冰膨脹 \(9\%\)，導致岩石碎裂。
• 拔蝕作用： 冰凍結在岩石上並將其撕扯拔起。
• 磨蝕作用： 嵌入冰川的岩石像砂紙一樣磨損基岩。
• 冰磧物 vs 冰水沉積物： 冰磧物缺乏分選／稜角分明（由冰直接沉積）；冰水沉積物經過分選／磨圓度高（由融水沉積）。
• 地貌清單： 圈谷 \(\rightarrow\) 刃嶺 \(\rightarrow\) 角峰 \(\rightarrow\) U形谷 \(\rightarrow\) 冰磧、鼓丘、漂礫。