歡迎來到冰川地貌發展!
在本章中,我們將探討冰川如何塑造我們周圍的世界。你可以把冰川想像成大自然的巨型雕刻工具——既像推土機,又像砂紙,還像輸送帶。雖然許多冰川已經消失,但它們在景觀上留下了「指紋」,我們至今仍能在湖區(Lake District)或蘇格蘭高地(Scottish Highlands)等地看到這些痕跡。
我們將會研究冰川如何切割出深谷(侵蝕作用)、融化時如何堆積碎屑(堆積作用)、融水如何創造獨特的特徵(冰水沉積地貌),以及在冰川邊緣寒冷地區會發生什麼(冰緣地貌)。
1. 冰川侵蝕:雕刻地景
冰川極其沉重。當它們在重力作用下向山下移動時,會利用兩種主要「工具」來侵蝕下方的岩石:拔蝕作用 (Plucking)(冰凍結在岩石上並將其拉走)和 磨蝕作用 (Abrasion)(凍結在冰中的岩石像砂紙一樣刮擦地面)。
主要的侵蝕地貌
- 冰斗 (Corries / Cirques): 這是位於山腰上的扶手椅狀凹地。它們是冰川的「發源地」。
比喻:想像一下坐在柔軟的扶手椅裡;背部和兩側是陡峭的,而座位就是冰塊曾經停留的地方。 - 刃脊 (Arêtes): 一種狹窄如刀鋒的脊狀山嶺。這是當兩個冰斗背對背向對方侵蝕時形成的。
- 冰蝕槽谷 (Glacial Troughs / U-shaped Valleys): 與河流切割出的「V」形谷不同,冰川寬闊且威力強大。它們切割一切障礙,留下寬闊平坦的谷底和非常陡峭的谷壁。
- 懸谷 (Hanging Valleys): 這是位於冰蝕槽谷上方的高處、較小的「支流」谷地。因為主谷地被大型冰川切得更深,所以懸谷末端常會形成壯觀的瀑布。
- 截斷山嘴 (Truncated Spurs): 想像一下河流谷地中那些像「手指」一樣交錯的山嘴。冰川就像一把巨刀,切掉了這些「手指」的末端,留下了陡峭、崖壁般的邊緣。
- 羊背石 (Roches Moutonnées): 這是堅硬岩石構成的「羊形」岩丘。面向冰川移動方向的一側因磨蝕作用而變得平滑,而背向的一側則因拔蝕作用而變得崎嶇陡峭。
快速回顧: 請記住 冰斗 的「扶手椅」比喻。如果你看到瀑布從高聳的懸崖落入寬闊的谷地,你很可能正在觀察一個 懸谷。
重點總結: 侵蝕地貌的關鍵在於岩石的移除。它們創造了具有戲劇性和崎嶇特徵的「高地勢」景觀。
2. 冰川堆積:留下痕跡
當冰川失去能量(通常是因為融化)時,它會放下所有攜帶的物質。這些物質稱為 冰磧物 (Till)。與河流泥沙不同,冰川冰磧物是「未經分選」的——它是一堆混雜在一起的巨大巨礫、鵝卵石和細小黏土顆粒。
主要的堆積地貌
- 冰磧丘 (Moraines): 這是碎屑形成的「線條」。主要有幾種類型:側磧 (Lateral)(在側面)、中磧 (Medial)(在中間)以及 終磧 (Terminal)(在冰川末端/冰舌處,標誌著冰川達到的最遠範圍)。
- 鼓丘 (Drumlins): 這是由冰磧物組成的平滑、長條形的丘陵。它們看起來像一個「半埋在土裡的雞蛋」。平鈍且陡峭的一端面向冰川來的方向。
記憶小撇步:一群鼓丘組成的地形被稱為「雞蛋籃」地貌。 - 冰磧巨礫 (Erratics): 這些巨大的岩石看起來與周圍環境格格不入。它們的岩石類型與所在地區完全不同。
例子:一塊巨大的花崗岩坐落在石灰岩上。就像在木製積木盒裡找到一塊樂高積木一樣。 - 冰磧平原 (Till Plains): 當大片冰層融化後,留下一層厚實、均勻的碎屑「毯子」,形成廣闊平坦的區域。
你知道嗎? 冰磧巨礫 是地理學家追蹤冰川來源的最佳方式之一,因為我們可以將岩石類型與數英里外的原始出處進行比對!
重點總結: 堆積作用發生在冰川融化時。由此產生的地貌通常是未經分選物質(冰磧物)組成的土丘或層層堆疊。
3. 冰水沉積地貌:融水的力量
冰川不僅僅是固體冰;它們會產生大量的 融水。這種水的作用方式與冰不同。由於它是流動的水,它會對物質進行分選(先放下重石,再將沙子帶到更遠的地方)。
融水地貌
- 冰水河道 (Meltwater Channels): 由強大的河流在融冰下方或邊緣切割出的深邃、通常過大的谷地。
- 蛇形丘 (Eskers): 由沙礫構成的長而蜿蜒的脊狀地貌。這是由流經冰川內部或下方隧道中的河流形成的。當冰融化時,「隧道底部」就留下來成為了脊狀地貌。
- 冰礫阜 (Kames): 由分選良好的沙礫組成的圓形小土丘。它們是由碎屑落入冰層中的「冰川豎井 (Moulins)」形成的。
- 外沖平原 (Outwash Plains / Sandur): 位於冰川前方的平坦區域,融水河流在此散開並沉積出層層的沙礫。
避免常見錯誤: 不要把 蛇形丘 (Esker) 和 冰磧丘 (Moraine) 搞混了。蛇形丘是經過分選的(有沙礫層),因為它們是由水形成的。冰磧丘是未經分選的,因為它們是由冰直接形成的。
重點總結: 冰水沉積地貌是由水產生的。與冰川冰磧物不同,它們是經過分選且層理分明的。
4. 冰緣地貌:冰的「邊緣」
冰緣(Periglacial)意為「在冰川周圍」。這些區域雖然沒有被冰蓋覆蓋,但氣溫極低。地面通常是 永凍土 (Permafrost)(永久凍結),但最表層(活動層 (Active Layer))會在夏季解凍。
主要的冰緣地貌
- 冰丘 (Pingos): 巨大的「冰泡」。這些土丘內部有一個冰核,將地面向上推擠。
- 石環/圖案地 (Patterned Ground): 隨著時間推移,地面的凍融循環會將石頭分選成美麗的幾何圖形,如圓形或多邊形。
- 冰楔 (Ice Wedges): 地面裂縫充滿水後結冰膨脹,最終形成深邃的冰楔。
- 石海 (Blockfields): 也稱為「Felsenmeer」。這是大片被 凍融風化 (Frost shattering)(水進入裂縫結冰將岩石撐裂)造成的破碎岩石區域。
- 泥流坡 (Solifluction Lobes): 在夏季,表層土壤會變成潮濕的「泥漿」,因為水分無法透過下方凍結的永凍土排出。這些泥漿緩慢地沿山坡流動,形成舌狀葉片。
- 熱喀斯特 (Thermokarst): 當富含冰的永凍土融化時,形成的一種由沼澤凹地和小湖泊組成的崎嶇景觀。
比喻: 泥流作用 (Solifluction) 就像濃稠的粥在傾斜的碗中滑動。它之所以能移動,是因為「底部」(永凍土)是堅硬的,不讓水滲透進去。
重點總結: 冰緣地貌主要由 凍融循環 和 永凍土 的存在所驅動。
5. 總結:系統與時間
冰川景觀是一個 系統。我們可以使用簡單的質量平衡來觀察冰川是在增長還是在萎縮:
\( 累積量 (Accumulation) - 消融量 (Ablation) = 淨平衡 (Net Balance) \)
- 累積量: 雪/冰的增加(輸入)。
- 消融量: 冰的融化/崩解(輸出)。
如果平衡為正值,冰川會前進並創造更多 侵蝕 特徵。如果為負值,冰川會後退並留下 堆積 和 冰水沉積 特徵。經過數千年的時間,這些過程將崎嶇的山脈變成複雜的冰川景觀。
如果起初覺得難以理解,不用擔心! 只要記住:
1. 冰切割 (Ice Carves)(侵蝕作用——高大、尖銳的山峰)。
2. 冰放下 (Ice Drops)(堆積作用——混亂的冰磧丘)。
3. 水篩選 (Water Sorts)(冰水沉積——分層的沙礫)。
4. 凍結破裂 (Frost Breaks)(冰緣作用——破碎的岩石和冰泡)。