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为什么冰川会流动?

时间:2022-10-19

由于积雪在阳光的照射下融化,因受周围低温影响,马上又凝结成冰;有些则在重压的作用下,压紧凝结,形成冰。这些冰随着体积和重量的不断增加,最终成为冰川冰。冰川冰继续发展,当重力大于地面摩擦力时便会发生流动。有时,冰川在自身重力的作用下,也会发生塑性流动。

冰川运动主要是受自身重力的影响,沿着地形运动。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。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。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。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。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。

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