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第5章 为什么冰川在流泪?(1)

一、你了解冰川吗

冰川亦称冰河,年平均气温在0℃以下的地区,降雪量大于融雪量,不断积累的积雪经一系列物理变化转化为冰川冰,并在自身的压力作用下向坡下运动。

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,经过一个消融季节未融化的雪会变成完全丧失晶体特征的圆球状雪,称之为粒雪,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。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。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。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,在流动的过程中,逐渐的凝固,最后就形成了冰川。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。人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,也就谈不上形成冰川。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,这种雪就是冰川的“原料”。

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,就形成了冰川。

冰川的分布

冰川在世界两极和两极至赤道带的高山均有分布,地球上陆地面积的1/10为冰川所覆盖,而4/5的淡水资源就储存于冰川之中。

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。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1398万平方公里,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。

中国冰川面积分别占世界和亚洲山地冰川总面积的14.5%和47.6%,是中低纬度冰川发育最多的国家。中国冰川分布在新疆、青海、甘肃、四川、云南和西藏6省区。其中西藏的冰川数量多达22468条,面积达28645平方公里。中国冰川自北向南依次分布在阿尔泰山、天山、帕米尔高原、喀喇昆仑山、昆仑山和喜马拉雅山等14条山脉。这些山脉山体巨大,为冰川发育提供了广阔的积累空间和有利于冰川发育的水热条件。通过考察发现,中国冰川面积中大于100平方公里的冰川达33条,其中完全在中国境内最大的山谷冰川是音苏盖提冰川,面积为392.4平方公里,最大的冰原是普若岗日,面积达423平方公里,最大的冰帽是崇测冰川,面积达163平方公里。

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。

冰川的分类

按照冰川的规模和形态,冰川分为大陆冰盖和山岳冰川。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1500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。面积超过14000000平方公里的南极洲,差不多全部都被一个平均接近1980米厚的冰川覆盖着,其东部冰层厚度可达4267米。格陵兰冰盖覆盖的面积超过1800000平方公里,实测最大厚度约3350米。较小的大陆冰盖常被称作冰帽或冰原。地球上有两大冰盖,即南极冰盖和格陵兰冰盖,它们占世界冰川总体积的99%,其中南极冰盖占90%。格陵兰约有83%的面积为冰川覆盖。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。

二、就这么看着冰川在我们眼前消退殆尽吗

由于全球气候逐渐变暖,世界各地冰川的面积和体积都有明显的减少,有些甚至消失。这种现象在低和中纬度的地方尤其显著。

1980年以来,世界冰川的平均厚度减少了约11.5米,这主要归咎于人类滥用煤炭、石油等燃料引起的气候变暖。

联合国环境规划署3月16日发表声明说,全世界冰川融化速度创下历史最快纪录,其中欧洲冰川损失最为严重,导致这一结果的主要原因是全球气候变暖。研究人员指出,由于冰川是重要淡水资源之一,因此冰川融化速度过快会给一些地区带来淡水危机,甚至在水源稀缺的地区酝酿争水冲突。

联合国环境规划署在声明中说,从安第斯山脉到北极,冰川消融速度加快。

数据显示,2006年,世界冰川的平均厚度减少了1.5米,而2005年该数字仅为0.5米。联合国环境规划署说,这是有研究人员监测以来冰川消融速度最快的时期。

世界冰川监测中心工作人员说,与其他地区相比,欧洲山区冰川损失最为严重,其中包括阿尔卑斯山脉、比利牛斯山脉和北欧山区。非洲肯尼亚山冰川失去了92%,而西班牙在1980年时有27条冰川,现在减少至13条。欧洲的阿尔卑斯山脉在过去一个世纪已失去了一半的冰川。2003年入夏以来,席卷欧洲各国的热浪使当地的气温接近或超过了历史最高记录。在瑞士,3900米高的费尔佩克斯雪山山顶的气温达到了5℃,那里冰川的厚度下降到了近150年来的最低点。

在天山,约有22%的冰川体积在过去四十年渐渐失去。天山是中国最大的冰川区,共有冰川6890多条,总面积约9500多平方公里。新疆北部和南部的冰川目前都发现萎缩现象,冰川出现不同程度的后退。乌鲁木齐河发源于天山的天格尔峰1号冰川,河水年径流量为2.35亿立方米,是乌鲁木齐市的主要水源,1号冰川一直处于后退状态,从1962年开始的30年内,冰川退缩了140米。近年来,祁连山冰川缩减,融水比上个世纪的70年代减少了大约10亿立方米。冰川局部地区的雪线正以年均2至6.5米的速度上升,有些地区的雪线年均上升竟达12.5至22.5米。

在喜马拉雅山,一条最大的冰川从1935年以来已缩短了300多米。近年来,珠峰地区的东绒布冰川和中绒布冰川消融加剧,使冰川明显退缩,20世纪60年代初,珠峰地区冰川尾部在海拔5400多米处。到20世纪80年代,由于珠峰地区对外开放,在该地区登山、探险、旅游的人数迅速增加,当地群众已把牦牛通道修到海拔6500米处。国际冰雪委员会最近一项研究表明,喜马拉雅山的冰川正在加速消融着,喜马拉雅山区有近50座冰川湖湖水水位迅速上升就是明证。科学家预计,在未来35年间,喜马拉雅山冰川面积将缩小1/5。

美国和加拿大的科学家宣布,在加拿大努纳武特区埃尔斯米尔岛的北部海岸附近,3000岁高龄的北极冰架“老大”沃德·亨特不复存在。他们通过雷达勘察了解到,2000年,388.5平方公里大小的沃德·亨特出现一个小裂缝,2002年,这个裂缝扩大为77米,旁边又出现了一些新的裂缝,一块6平方公里大小的浮冰已经分离出去,飘在沃德·亨特附近,并预言沃德·亨特最终一分为二。北极地区的格陵兰冰盖,自1993年以来,其南部和东部边缘正以每年1米的速度在变薄着。

占世界冰储量91%的南极冰盖,1998年以来占总面积1/7的冰体已经消失。去年底,美国地理协会报告了南极三个最大的冰川在十年内变薄而减少了45米厚度。

冰川萎缩的速度确实是相当惊人的。在秘鲁利马地区,近年来冰川正以每年30米的速度消融,而在1990年以前,消融速度每年只有3米。科学家预计,到2050年,全球大约1/4以上冰川将消失。到2100年可能达到50%,那时,可能只有在阿拉斯加、巴塔哥尼亚高原、喜马拉雅山和中亚山地还会有一些较大的冰川分布区。

三、“伤心流泪”的冰川

2009年9月,英国一媒体公布了一张北极地区冰川融化的照片。照片中的图象酷似一张流泪痛苦的人脸。它明白地告诉人类,北极冰川在“伤心流泪”。

据称,这张照片不是人工合成的,是实景实拍!因此,这张照片被选人2009年度世界令人难以解释的怪异现象,从而名声大噪。

其实,这张照片中的图象并不难解释,“伤心流泪”的图象是北极冰川快速融化的现象。

全球变暖,地球上的冰川在快速融化。

权威机构称,南极和格陵兰岛上的冰川,正在加速融化。号称世界屋脊的喜马拉雅山脉的冰川,也在不断缩小。

青藏高原是除南极以外,地球上最大的冰川聚集区,是亚洲的“水塔”。它是恒河、印度河、雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、长江和黄河的源头,为印度次大陆和中国等地球上40%的人口提供水源。

其中,长江总水量的25%、黄河总水量的49%、澜沧江总水量的15%,都来自于此。三江源地区冰川的储水量,相当于3个三峡水库的库容,它是中国的“大水缸”。

在以前的中国社会,水缸是家庭的重要财产。司马光砸缸是妇幼皆知的历史故事。孩童时的司马光见人掉进水缸,急中生智,用石头砸破水缸,排水救人。砸缸救人是正确的,但接下去必须马上补缸,否则家庭吃水就有困难了。

中华民族的“大水缸”——青藏高原冰川近年来加速融化。中国的“大水缸”已经被人类有意无意地打破,如不及时补救,中华民族大家庭的生活用水就可能发生困难。

青藏高原冰川快速融化,对长江的影响很大。如今,长江源地区冰川面积大幅减少。如果继续下去,对长江中下游民众的生活和生产,将造成严重危害。

青藏高原冰川快速融化,对黄河的影响也很大。如果黄河源地区冰川面积大幅减少,将导致黄河中下游出现长年断流现象。黄河,中华民族的母亲河,担负着中国人口的12%、耕地的15%及50多座大中城市的生活、生产用水的供应重任。

青藏高原冰川快速融化,对中国西北内陆地区的影响更大。对这些干旱区来讲,冰川融水是保护生态、保证生活生产、促进社会进步的命脉。一旦青藏高原冰川急剧减少,后果将不堪设想。

全球变暖不但导致冰川融化,还会引发地质灾害。地质学家担心,这可能会导致地震、海啸和火山爆发等灾难发生。

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