珠穆朗玛峰的外形酷似尖尖的金字塔,形成这种山峰外形的主要力量是冰川作用,请简述原因

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珠穆朗玛峰的外形酷似尖尖的金字塔,形成这种山峰外形的主要力量是冰川作用,请简述原因

冰川是一种巨大的流动固体,是在高寒地区由雪再结晶聚积成巨大的冰川冰,因重力这主要因素使冰川冰流动,成为冰川.冰川作用包括侵蚀、搬运、堆积等作用,这些作用造成许多地形,使得经过冰川作用的地区形成多样的冰川地貌.此外,若将冰川的体积换成水量,则除海水之外,占地球上所有的水量的97.8%.
在极地和高山地区,气候严寒,常年积雪,当雪积聚在地面上后,如果温度降低到零下,可以受到它本身的压力作用或经再度结晶而造成雪粒,称为粒雪(firn).当雪层增加,将粒雪往更深处埋,冰的结晶越变越粗,而粒雪的密度则因存在于粒雪颗粒间的空气体积不断减少而增加,使粒雪变得更为密实而形成蓝色的冰川冰,冰川冰形成后,因受自身很大的重力作用形成塑性体,沿斜坡缓慢运动或在冰层压力下缓缓流动形成冰川.
冰川是个开放的系统,冰川在重力的作用之下流动.雪以堆积的方式进入到冰川系统,而且转变形成冰,冰在其本身重量的压力之下由堆积带向外流动,而冰在消融带以蒸发和溶融方式离开系统.在堆积速度与消融速度之间的平衡决定了冰川系统的规模.
冰川前后可以分为两部份,在后者或上游部份称为冰川堆积带(zone of accumulation);在前者或下游部份称为冰川消融带(zone of ablation)其分界线是雪线,在雪线处雪的累积量与消融量处于平衡状态.
冰川是地表上长期存在并能自行运动的天然冰体.由大气固体降水经多年积累而成,是地表重要的淡水资源.冰川一词来自拉丁文 glacies(意为冰).《世界冰川目录资料编辑指南》把冰川面积超过 0.1平方千米者作为统计对象.以平衡线(又称雪线)为界把冰川分为两部分,上部为粒雪盆(又称积累区),下部为冰舌区(又称消融区),它们构成一个完整的冰川系统.
冰川自两极到赤道带的高山都有分布,总面积约达16227500平方千米,即覆盖了地球陆地面积的11%,约占地球上淡水总量的69%.现代冰川面积的97%、冰量的99%为南极大陆和格陵兰两大冰盖所占有,特别是南极大陆冰盖面积达到1398万平方千米(包括冰架),最大冰厚度超过4000米,冰从冰盖中央向四周流动,最后流到海洋中崩解.
冰川是由多年积累起来的大气固体降水在重力作用下,经过一系列变质成冰过程形成的,主要经历粒雪化和冰川冰两个阶段.它不同于冬季河湖冻结的水冻冰,构成冰川的主要物质是冰川冰.
新雪降落到地面后,经过一个消融季节未融化的雪叫粒雪.新雪的水分子从雪片的尖端和边缘向凹处迁移,使晶体变圆的过程叫粒雪化.在这个过程中,雪逐步密实,经融化、再冻结、碰撞、压实 ,使晶体合并 ,数量减少而体积增大,冰晶间的孔隙减少,发展成颈状连接,称为密实化.粒雪化和密实化过程在接近融点的温度下,进行很快;在负低温下,进行缓慢.
当粒雪密度达到0.5~0.6克/厘米3时,粒雪化过程变得缓慢.在自重的作用下,粒雪进一步密实或由融水渗浸再冻结,晶粒改变其大小和形态,出现定向增长.当其密度达到0.84克/厘米3时,晶粒间失去透气性和透水性,便成为冰川冰.粒雪转化成冰川冰的时间从数年至数千年.
冰川的分布
现代冰川在世界各地几乎所有纬度上都有分布.地球上的冰川,大约有2900多万平方公里,覆盖着大陆11%的面积.冰川冰储水量虽然占地球总水量的2%,储藏着全球淡水量的3/4左右,但可以直接利用的很少.
我国的西部,高原雄踞,高山耸峙,孕育了许多山岳冰川,是世界上山岳冰川最发达的国家之一.据1999年最新的统计资料,我国总共有46298条冰川,总面积为59406平方公里.我国的冰川面积位于加拿大、俄罗斯和美国之后,居世界第4位.我国的冰川最西到帕米尔高原,最东到贡嘎山,最北到阿尔泰山,最南到云南丽江的玉龙雪山.
中国山岳冰川按成因分为大陆性冰川和海洋性冰川两大类.总储量约51300亿立方米.前者占冰川总面积的80%,后者主要分布在念青唐古拉山东段.按山脉统计,昆仑山、喜马拉雅山、天山和念青唐古拉山的冰川面积都超过7000平方千米,四条山脉的冰川面积共计40300平方千米,约占全国冰川总面积的70%,其余30%的冰川面积分布与喀喇昆仑山、羌塘高原、帕米尔、唐古拉山、祁连山、冈底斯山、横段山及阿尔泰山.

冰川的形成
冰川是水的一种存在形式,是雪经过一系列变化转变而来的.要形成冰川首先要有一定数量的固态降水,其中包括雪、雾、雹等.没有足够的固态降水作“原料”,就等于“无米之炊”,根本形不成冰川.
冰川存在于极寒之地.地球上南极和北极是终年严寒的,在其它地区只有高海拔的山上才能形成冰川.我们知道越往高处温度越低,当海拔超过一定高度,温度就会降到0℃以下,降落的固态降水才能常年存在.这一海拔高度冰川学家称之为雪线.
在南极和北极圈内的格陵兰岛上,冰川是发育在一片大陆上的,所以称之为大陆冰川.而在其它地区冰川只能发育在高山上,所以称这种冰川为山岳冰川.
在高山上,冰川能够发育,除了要求有一定的海拔外,还要求高山不要过于陡峭.如果山峰过于陡峭,降落的雪就会顺坡而下,形不成积雪.
雪花一落到地上就会发生变化,随着外界条件和时间的变化,雪花会变成完全丧失晶体特征的圆球状雪,称之为粒雪,积雪变成粒雪后,随着时间的推移,粒雪的硬度和它们之间的紧密度不断增加,大大小小的粒雪相互挤压,紧密地镶嵌在一起,其间的孔隙不断缩小,以致消失,雪层的亮度和透明度逐渐减弱,一些空气也被封闭在里面,这样就形成了冰川冰.冰川冰最初形成时是乳白色的,经过漫长的岁月,冰川冰变得更加致密坚硬,里面的气泡也逐渐减少,慢慢地变成晶莹透彻,带有蓝色的水晶一样的老冰川冰.
冰川冰在重力作用下,沿着山坡慢慢流下(当然流的速度很慢),就形成了冰川.
冰川的分类
按照冰川的规模和形态, 冰川分为大陆冰盖 ( 简称冰盖)和山岳冰川(又称山地冰川或高山冰川).山岳冰川主要分布在地球的高纬和中纬山地区.其类型多样,主要有悬冰川、冰斗冰川、山谷冰川、平顶冰川.
大陆冰盖主要分布在南极和格陵兰岛.山岳冰川则分布在中纬、低纬的一些高山上.全世界冰川面积共有l500多万平方公里,其中南极和格陵兰的大陆冰盖就占去1465万平方公里.因此,山岳冰川与大陆冰盖相比,规模极为悬殊.
巨大的大陆冰盖上,漫无边际的冰流把高山、深谷都掩盖起来,只有极少数高峰在冰面上冒了一个尖,辽阔的南极冰盖,过去一直是个谜,深厚的冰层掩盖了南极大陆的真面目.科学家们用地球物理勘探的方法发现,茫茫南极冰盖下面有许多小湖泊,而且这些湖泊里还有生命存在.
我国的冰川都属于山岳冰川.就是在第四纪冰川最盛的冰河时代,冰川规模大大扩大,也没有发育为大陆冰盖.以前有很多专家认为,青藏高原在第四纪的时候曾经被一个大的冰盖所覆盖,即使现在国外有些专家仍持这种观点.但是经过考察和论证,我国的冰川学者基本上否定了这种观点.
按照冰川的物理性质(如温度状况等)分为:①极地冰川,整个冰层全年温度均低于融点;②亚极地冰川,表面可以在夏季融化外,冰层大部分低于融点;③温冰川,除表层冬季冰结外,整个冰层处于压力融点.极地冰川和亚极地冰川又合称冷冰川,多分布南极和格陵兰.温冰川主要发育在欧洲的阿尔卑斯山、斯堪的纳维亚半岛、冰岛,阿拉斯加和新西兰等降水丰富的海洋性气候地区.
除了冰体内部的力学、热学相互作用外,冰川作用还表现在它对地表的塑造过程,即冰川的侵蚀、搬运与堆积作用.
冰川的运动
十九世纪初叶,在阿尔卑斯山上,有几个登山者不幸被雪崩掩埋在冰川粒雪盆里.当时有个冰川工作者推测说,过四十年后这几个人的尸体将在冰舌前出现.果然不出所料,四十三年后,这几个不幸者的尸体在冰舌前出现了,登山者同伴中的幸存者很快把尸体辨认出来.
1827年,有个地质工作者在阿尔卑斯山的老鹰冰川上修筑了一座石砌小屋.十三年后,发现这座小屋向下游移动了1428米.小屋本身是不会移动的,造成小屋移动的原因是小屋的地基随着冰川向下运动,把小屋捎带着一起移动了.
冰川运动有些和水流相似,中间快,两边慢.要是横过冰川插上一排花杆,不需太长时间就可发现,中间的花杆远远地跑到前面去了,原来呈直线的花杆连线变成向下游凸出的弧线.许多海洋性冰川上出现的形象十分奇特的弧形连拱,就是冰川运动过程中,中间和两边速度不一而产生的.
冰川表面常有许多裂隙,有些裂隙有几十米深.裂隙的存在,说明冰川有脆性.不过,经过数百年的调查观测,冰川上的裂隙极少超过六十米深.多数裂隙远远小于这个深度就闭合了.这又说明冰川下部是塑性的,它可以“柔软”的适应各种外力作用而不致发生破裂.因此,可以把冰川分为二层,表面容易断裂的这层叫做脆性带,而下部“柔软”的那层叫做塑性带.塑性带的存在是冰川流动的根本原因.
冰川运动原因:物体在受力情况下,为了适应或消除外力,可作三种变形,即弹性变形、塑性变形和脆性变形(或称破裂).一般物体在受力时都有这三个变形阶段.例如一根弹簧,一般情况下,作弹性变形;当受力超过弹性强度时,作塑性变形,弹簧回不到原来的位置;当受力特大超过破裂强度时,弹簧拉断,作脆性变形.但是,这三个阶段究竟有主有从,三个阶段并不同样平分秋色.到底以何种变形为主,要取决于材料本身的性质.
就冰来说,由于它容易实现晶体的内部滑动,是有利于表现出塑性变形的.但是,当外力突然增高时,很容易超过冰的破裂强度,发生脆性变形(断裂).只有在缓慢加荷并长期受力时,冰才能充分显现出塑性变形的特色.我们知道,物体在长期受力时,哪怕这种力较小,也会产生塑性变形.在冰川下部,由于上部冰层的压力和上游冰层的推力,老是处于受力状态,使下部冰层的塑性表现得比较充分.同时,下部冰层的融点由于受压比上部冰层稍低,使下部冰层更接近于融点,因而塑性变形更易实现.这样,冰川下部出现塑性带就不难理解了.而冰川表层,缺乏长期受力这个重要条件,当外力突然增加时,往往作弹性或脆性变形,成为脆性带.
在一个畅通的山谷中,冰川流动时最大流速出现在冰川表面,愈近谷底速度降低,这种运动方式叫做重力流.如果冰川运动过程中,在前方遇到突起的基岩或运动变缓的冰块的阻塞,就在那里形成前挤后压的剪应力,这种流动方式叫做阻塞重力流.在发生阻塞重力流的地方,冰中常有许多逆断层,还有复杂的褶皱出现.
冰川运动速度:冰川运动的速度,日平均不过几厘米,多的也不过数米,以致肉眼发觉不出冰川是在运动的.格陵兰的一些冰川,运动速度居世界之首,但每年也不过运动千余米而已.其它地区的冰川,象比较著名的某些阿尔卑斯山的冰川,年流速不过80~150米.我国冰川大多数是大陆性冰川,冰川积累不丰富,冰川上物质循环较为缓慢,因而导致冰川运动速度比较低.
冰川运动速度是有季节变化的,夏快冬慢.天山和祁连山的冰川,夏季运动速度一般要比冬季快50%(均指冰舌而言).造成这种差别的原因之一是冰川温度的变化.当冰川增温时,冰的粘度迅速减小,从-20℃增高到-l℃,冰的粘度随温度作近直线的下降.粘度减小使塑性增加,因而冰川运动速度加快.夏天冰融水出现在冰川内部及底部是促进冰川快速运动的另一个原因.
冰川运动速度总的来说十分缓慢.但是,有些冰川的脾气却很古怪,它们会在长期缓慢运动或退缩之后,突然爆发式地向前推进.
冰川阻塞湖:l937年,阿拉斯加有一条名叫黑激流的冰川曾在世界新闻上引起注意,报纸上连日刊载它向前推进的消息.原来,黑激流冰川位于一条重要公路的上方,冰川出现爆发式前进有破坏公路的可能.当时住在公路边的一家人,入冬后几个星期,常常听到冰川方向有隆隆响声传来,好像坦克履冰的声音.l0月3日,他们从望远镜中突然发现,数公里外的黑激流冰川,冰舌前端乱七八糟地堆着的一垛碎冰块,被冰舌推送着向前轧轧移动.以后,冰川移动越来越快,冰川撞击谷床伴随着冰裂的声昔,把住房的玻璃震得发响,大地也在微微颤动.移动最快时每天推进60米,创造了当时所知的冰川前进的世界记录.从1936年9月到l937年2月,黑激流冰川前进了六公里半,最后在离公路八百米的地方停下来,总算没有造成灾祸.
冰川波动:爆发式推进在这类冰川上是周期性发生的,是冰川运动的一种特殊方式.人们把这种现象叫做冰川的“波动”,具有波动性质的冰川叫做“动冰川”.
冰川“波动”常引起特大洪水.在印度河上游就有一条冰川,周期性地进入主谷,当它拦截河流时,形成大湖,以后湖水溃决,又形成大洪水,造成灾害.在新疆的叶尔羌河周期性的发生特大洪水,也可能与冰川“波动”造成的冰湖溃决有关.
冰川的作用
侵蚀作用
冰川有很强的侵蚀力,大部分为机械的侵蚀作用,其侵蚀方式可分为几种:

(1)拔蚀作用:当冰床底部或冰斗后背的基岩,沿节理反复冻融而松动,若这些松动的岩石和冰川冻结在一起,则当冰川运动时就把岩块拔起带走,这称为拔蚀作用.经拔蚀作用后的冰川河谷其坡度曲线是崎岖不平的,形成了梯形的坡度剖面曲线.
(2)磨蚀作用:当冰川运动时,冻结在冰川或冰层底部的岩石碎片,因受上面冰川的压力,对冰川底床进行削磨和刻蚀,称为磨蚀作用.磨蚀作用可在基岩上形成带有擦痕的磨光面,而擦痕或刻槽是冰川作用的一种良好证据,其方向可以用来指示冰川行进的方向.
(3)冰楔作用:在岩石裂缝内所含的冰融水,经反复冻融作用,体积时涨时缩,而造成岩层破碎,成为碎块,或从两侧山坡坠落到冰川中向前移动.
(4)其他:当融冰之水进入河流,其常夹有大体积之冰块,会产生强大撞击力破坏下游的两岸岩石.
冰川侵蚀力的强弱受到下列因素的影响:
(1)冰层的厚度和重量.重厚者侵蚀力强.
(2)冰层移动的速度.速度大者侵蚀力强.
(3)携带石块的数量.携带数量越多越重者,侵蚀力越强.(4)地面岩石之粗糙或光滑.粗糙地面较易受冰川之侵蚀.
(5)底岩的性质,底岩松软者较易受侵蚀.
(6)岩层之倾斜方向与冰川移动方向一致者,易遭侵蚀.
因侵蚀作用而造成的冰蚀地貌有:

(1)冰斗:为山谷冰川重要冰蚀地貌之一,形成于雪线附近,在平缓的山地或低洼处积雪最多,由于积雪的反复冻融,造成岩石的崩解,在重力和融雪水的共同作用下,将岩石侵蚀成半碗状或马蹄形的洼地,典型的冰斗于是形成.冰斗的三面是陡峭岩壁,向下坡有一口,若冰川消退后,洼地水成湖,即冰斗湖.
(2)刃脊、角峰、冰哑: 若冰斗因为挖蚀和冻裂的侵蚀作用而不断的扩大,冰斗壁后退,相邻冰斗间的山脊逐渐被削薄而形成刀刃状,称为刃脊.而几个冰斗所交汇的山峰,形状很尖,则称为角峰.在刃脊之间的低下鞍部处,则为冰哑.
(3)削断山嘴、U型谷、石洼地:当山谷冰川自高地向低处移动,山嘴被削平成三角形,称为削断山嘴.又因为冰川谷的横剖面形状如U字形,故称U型谷.U型谷两侧有明显的谷肩,谷肩以下的谷壁较平直,底部宽而平,若是在冰川谷的底部,因冰川的挖蚀,而造成向下低凹的水坑,石地.
(4)峡湾:在高纬度地区,冰川常能伸入海洋,在岸边侵蚀成一些很深的U型谷,当冰退以后,海水可以沿谷进入很远,原来的冰谷便成峡湾.
(5)悬谷:悬谷的形成是来自于冰川侵蚀力的差异,主冰川因冰层厚、下蚀力强,故U型谷较深;而支冰川因为冰层薄、下蚀力弱,故U型谷较浅.因为在支冰川和主冰川的交汇之处,常有冰川底高低的悬殊,当支冰川的冰进入主冰川时必为悬挂下坠成瀑布状,称之为悬谷.
(6)羊背石:为冰川基床上的一种侵蚀地形,是由基岩组成的小丘,常成群分布,远望如匍匐的羊群,故称为羊背石.其平面为椭园型,长轴方向与冰流动方向一致,向冰川上游方向的一坡由于冰川的磨蚀作用,坡面较平,坡度较缓,并有许多擦痕;而在另一侧,受冰川的挖蚀作用,坡面坎坷不平,坡度也较陡.羊背石的形成,是由于岩层是软硬相间的排列,当侵蚀、风化的作用查行时,软的岩层会被侵蚀的较多较深;而硬的岩石抵抗侵蚀、风化的能力较强,所以在侵蚀、风化后,硬的岩层会较软的岩层高,形隆起的椭园地形,一面受磨蚀、一面受挖蚀.
(7)冰川磨光面、冰川擦痕:在羊背石上或U型谷谷壁及在大漂砾上,常因冰川的作用而形成磨光面,当冰川搬运物是砂和粉砂时,在较致密的岩石上,磨光面更为发达;若冰川搬运物为砾石,则在谷壁上刻蚀成条痕或刻槽,称之为冰川擦痕,擦痕的一端粗,另一端细,粗的一端指向上游.

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