中南阿拉斯加冰川地貌特征分析

大衛(wèi)·卡爾·施耐德著；戴長(zhǎng)雷，楊朝暉譯

(1.阿拉斯加大學(xué) 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龍江大學(xué) 寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

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中南阿拉斯加冰川地貌特征分析

大衛(wèi)·卡爾·施耐德1著；戴長(zhǎng)雷2,3，楊朝暉1譯

(1.阿拉斯加大學(xué) 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龍江大學(xué) 寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

冰川地貌是地貌研究的重要組成部分，研究阿拉斯加中南部的冰川地貌有助于進(jìn)一步了解中南阿拉斯加的地貌景觀。在梳理一系列冰川地貌特征以及成因的基礎(chǔ)上，對(duì)阿拉斯加中南部地區(qū)的冰川地貌進(jìn)行了分析。指出冰川地貌可以劃分為兩種類(lèi)型：冰川刮擦山體后所形成的冰川侵蝕地貌和冰川經(jīng)過(guò)低地時(shí)傾倒刮帶山體碎屑后所形成的冰川沉積地貌。阿拉斯加中南部地區(qū)冰川侵蝕地貌形態(tài)有U形山谷、冰斗、峽灣、磨光面、羊背石、冰蝕槽、冰川擦痕等；冰川沉積地貌有冰川漂礫、冰磧物、蛇形丘、鼓丘、鍋形湖群、堰塞湖等。

冰川地貌；侵蝕地貌；沉積地貌；中南阿拉斯加

本文是在大衛(wèi)·卡爾·施耐德助理教授所著的《中南阿拉斯加自然地理探索》(云杉地理學(xué)出版社，2013)的基礎(chǔ)上翻譯節(jié)選修訂而成的。

大衛(wèi)·卡爾·施耐德出生成長(zhǎng)于阿拉斯加州安克雷奇市，碩士畢業(yè)于威斯康星大學(xué)麥迪遜分校地理系，在阿拉斯加大學(xué)安克雷奇分校講授自然地理學(xué)與人文地理學(xué)課程的同時(shí)長(zhǎng)年從事地理信息系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域的工作，所著的《中南阿拉斯加自然地理探索》集學(xué)術(shù)性與趣味性于一體，為關(guān)心和從事相關(guān)工作人員提供了許多重要的參考信息。

本文節(jié)選的內(nèi)容主要為關(guān)于阿拉斯加冰川地貌相關(guān)的分析與論述，可供關(guān)心和研究冰凍圈水文和冰川地理相關(guān)方向內(nèi)容的中國(guó)同行參考。

冰川地貌可以劃分為兩種類(lèi)型：冰川刮擦山體后所形成的冰川侵蝕地貌和冰川經(jīng)過(guò)低地時(shí)傾倒刮帶山體碎屑后所形成的冰川沉積地貌。

1　冰川侵蝕地貌

冰川在山谷頂部形成后可以在當(dāng)?shù)毓挝g出被稱(chēng)之為冰斗的大碗狀深坑，這些冰斗的后壁通常都是陡崖(見(jiàn)圖1)。在中南阿拉斯加的幾乎每一個(gè)山谷頂部都可以發(fā)現(xiàn)冰斗。在這種冰斗刮蝕向著山下進(jìn)行時(shí)，在同一座山的其他山谷中也會(huì)形成同類(lèi)的冰斗。在兩個(gè)冰斗之間，會(huì)形成一個(gè)尖尖的、陡峭的山脊，稱(chēng)為刃脊。通常，在一座大山的各個(gè)側(cè)面會(huì)發(fā)育眾多冰斗，而在這眾多冰斗之間，會(huì)形成一個(gè)特別尖陡的金字塔形山峰，稱(chēng)為角峰。冰川消退之后，冰斗之中一般會(huì)積水形成小的湖泊，稱(chēng)為冰斗湖(見(jiàn)圖2)。

在高山地區(qū)，河流一般是通過(guò)向下切蝕而塑造出V形山谷，而對(duì)于一個(gè)發(fā)育在谷中的冰川來(lái)說(shuō)，它則會(huì)對(duì)山谷的底板和側(cè)面同時(shí)刮蝕，因而塑造出U形山谷。在整個(gè)中南阿拉斯加都可以看到U形山谷。在某些山區(qū)，河流又開(kāi)始在冰川沉積層上沿著河道向下切蝕，并在大U形山谷的底部又形成小的V形山谷[1](見(jiàn)圖3)。

在小的支流冰川融入大的干流冰川的地方，會(huì)形成一種懸谷。由于干流冰川的侵蝕能力要大得多，所以由它刮蝕的山谷較之于支流冰川刮蝕的山谷來(lái)說(shuō)也要深得多，大得多。冰川消退之后，小的支流山谷就通過(guò)一段高高的陡崖懸掛在干流大山谷的上面，這往往也是瀑布發(fā)育的地方。

當(dāng)冰川谷內(nèi)海水侵入的時(shí)候，峽灣就形成了。在冰期，兩種現(xiàn)象的發(fā)生為峽灣的孕育奠定了基礎(chǔ)。第一個(gè)現(xiàn)象，由于水體凍結(jié)海水位下降，冰川得以在干燥的山谷中生成。第二個(gè)現(xiàn)象，冰川巨大的質(zhì)量將地面壓地向下沉陷，某些地方的沉陷量可達(dá)600 in。冰期結(jié)束后，海水位上升，這些深陷的山谷被淹沒(méi)而形成峽灣。通過(guò)一個(gè)被稱(chēng)為地殼均衡反彈的過(guò)程，這些深陷的地面還會(huì)以一種極其緩慢的速度恢復(fù)它們?cè)瓉?lái)的高程，有些地方也因此最終會(huì)慢慢地抬升到海面以上。由于地面均衡反彈的過(guò)程會(huì)持續(xù)成千上萬(wàn)年，所以阿拉斯加當(dāng)前仍有許多峽灣。在中南阿拉斯加的威廉王子灣和基奈峽灣國(guó)家公園發(fā)育有大的峽灣。安克雷奇南邊的坦納根灣(再回頭灣)也是一個(gè)峽灣。

在刮擦侵蝕的作用下，冰川會(huì)將下伏基巖打磨得平整而光滑。在中南阿拉斯加，許多較低的山峰由于曾被冰川覆蓋，所以山形光滑渾圓。而那些海拔較高且不曾覆蓋冰川的山峰，主要借助以水的凍融為主導(dǎo)的侵蝕營(yíng)力，所以山形粗獷參差。在安克雷奇附近的楚加奇山上很容易就可以看到這種粗獷的山峰。從安克雷奇橫跨克尼克灣的蘇西特納山(睡美人山)曾為歷史冰川所完全覆蓋因而呈現(xiàn)出渾圓的山形(見(jiàn)圖4)。

(這個(gè)小懸谷下方幾百英尺處就是威利瓦山谷，在這樣的冰斗里形成的湖就稱(chēng)為冰斗湖)圖1　安克雷奇西部楚加奇山上的一處冰斗

(西沃德周邊深深切蝕的基奈山遍布著冰川活動(dòng)后的痕跡。隨著過(guò)去10 000 a來(lái)的海平面上升和海岸線下沉，許多冰川切蝕形成的峽灣和冰斗已淹沒(méi)在水中。)圖2　冰川侵蝕特征

圖3　伊克盧特納冰川將這個(gè)山谷由冰前的V形谷侵蝕成冰后的U形谷

與冰川侵蝕地貌相關(guān)的一種稱(chēng)為羊背石的冰拔丘在一些地方也可能被看見(jiàn)。當(dāng)冰川滑過(guò)某個(gè)山區(qū)基巖小丘時(shí)，它會(huì)侵蝕并刮平小巖丘的上游面并將小巖丘的下游面拔起。最終塑造出一個(gè)一面緩坡一面陡坡的羊背石小丘。帕爾默南面位于公路和山區(qū)之間的博登堡孤丘，可以從克尼克河公寓看到，就是一個(gè)羊背石的例子(見(jiàn)圖5)。

(克尼克冰川從這塊巖石的右上方滑過(guò)，并將這塊巖石從左側(cè)拔起。)圖4　帕爾默附近克尼克河谷中的一塊羊背石

圖5　帕爾默附近博登堡山丘上由克尼克冰川侵蝕造成的巖床冰蝕溝槽

在巖床的許多部位可以見(jiàn)到大的冰蝕槽。冰川攜裹的巨礫憑借著巨大的壓力侵蝕下伏的巖床，剔除礫尖的物質(zhì)，形成大大的冰蝕槽。在博登堡孤丘的山頂以及中南阿拉斯加其他山區(qū)祼露基巖的地方都可明顯地看見(jiàn)這種冰蝕槽。當(dāng)冰川冰用力地刮過(guò)其他巖塊的時(shí)候，還會(huì)在巖塊上留下線狀的冰川擦痕。在安克雷奇南面的麥克休溪停車(chē)場(chǎng)附近可以見(jiàn)到這種冰川擦痕的例子[2](見(jiàn)圖6)。

圖6　在冰川的攜裹下，這塊巖石與其他基巖或巖塊發(fā)生剮擦，巨大的壓力使這塊荷馬海灘上的漂礫布滿(mǎn)了擦痕

2　冰川沉積地貌

無(wú)論什么物質(zhì)被冰川從一個(gè)地方搬攜運(yùn)走，它們總會(huì)在另外一個(gè)地方沉積下來(lái)，并塑造出新的獨(dú)特地貌。廣義上講，任何被冰川所遺棄的碎屑都可被稱(chēng)為冰磧物。冰川融化后未經(jīng)流水影響而直接沉積在當(dāng)?shù)氐纳车[碎屑即為冰磧。冰磧與流水沉積物的差別就在于它的分選性很差。對(duì)于河流沉積來(lái)說(shuō)，當(dāng)水勢(shì)(流量和流速)較大時(shí)較大粒徑的泥沙會(huì)沉積下來(lái)，而當(dāng)水勢(shì)較小時(shí)較小粒徑的泥沙則會(huì)沉積下來(lái)，如此則會(huì)形成分選良好的河流沉積層。對(duì)于冰磧來(lái)說(shuō)，它們只是當(dāng)冰川融化時(shí)在同一地點(diǎn)將從巖礫到淤泥的所有冰攜碎屑簡(jiǎn)單堆疊在一起而形成的。當(dāng)然，當(dāng)游蕩蜿蜒的河道將冰川碎屑搬運(yùn)沉積后也可以形成有一定分選度的開(kāi)闊的冰水沉積平原。這種平原可能下伏幾十英尺的沉積物且不太平坦。安克雷奇市的大部分就建設(shè)在一個(gè)冰水沉積平原上(見(jiàn)圖7)。

(庫(kù)克灣流域上游地區(qū)綿延山丘和泡沼是由后更新世冰川消退所致。在最近一次冰川運(yùn)動(dòng)(即拿破湯冰川運(yùn)動(dòng))的末期，隨著巨大冰川的消退，形成了以埃爾門(mén)多夫冰磧?yōu)轱@著特征的成堆的冰磧物。)圖7　冰川沉積特征

冰川可能會(huì)將一塊巨大的石塊從一個(gè)地方搬運(yùn)到另一個(gè)平坦的地方堆放下來(lái)。如果某個(gè)地方的巨石明顯地既不是河流沖來(lái)的又不是從山坡上滾落下來(lái)的，那它們極有可能就是由冰川搬運(yùn)沉積下來(lái)的。這些突兀的巖石就是所謂的冰川漂礫。沿著安克雷奇背面的楚加奇山邊有不少花崗巖巨石。由于楚加奇山本身沒(méi)有發(fā)育花崗巖，所以，這些巨石漂礫一定是從常見(jiàn)花崗巖的塔爾基物納山或者阿拉斯加山脈被搬運(yùn)過(guò)來(lái)的[3](見(jiàn)圖8)。

冰川堆石是最常見(jiàn)的冰川沉積地貌之一。它們是一些可達(dá)數(shù)百英尺高數(shù)英里長(zhǎng)的冰磧條垅。冰川滑動(dòng)時(shí)總會(huì)隨身攜帶一些冰磧物。如果冰川前緣在同一個(gè)地方長(zhǎng)時(shí)間停駐，所有的冰攜物質(zhì)就會(huì)在那個(gè)地方沉積下來(lái)，形成終磧垅。如果這個(gè)冰川再度前進(jìn)，這條終磧垅就會(huì)被推翻與破壞。因此，終磧垅通常標(biāo)示一個(gè)冰川在一個(gè)特定的冰期內(nèi)到達(dá)的最遠(yuǎn)范圍。在冰川滑進(jìn)的平行方向上則會(huì)出現(xiàn)側(cè)磧垅。在冰川的滑行擦刮之下，當(dāng)山谷的側(cè)壁崩塌落下或被刮擦掉的巨量巖土被冰川側(cè)緣(而不是冰川中部)攜裹前進(jìn)時(shí)，如果冰川融化，這些冰川碎屑就會(huì)順勢(shì)沉積，沿著山腳形成又長(zhǎng)又矮的側(cè)磧垅(見(jiàn)圖9)。

(當(dāng)冰川以某一速度不停融化時(shí)，源于冰川尾部的蜿蜒的水流將礫石和巖塊均勻的鋪了一層。)圖8　卡徹馬克灣國(guó)家公園里一處冰川近期消融的冰水沉積平原

圖9　源自遠(yuǎn)山的冰川漂礫由冰川搬運(yùn)到庫(kù)克灣的低洼地帶沉積下來(lái)

冰磧物在阿拉斯加無(wú)處不在，由拿破湯冰川運(yùn)動(dòng)時(shí)期遺留下來(lái)的埃爾門(mén)多夫冰磧就是其中最著名的一個(gè)。從安克雷奇商業(yè)區(qū)的庫(kù)克船長(zhǎng)紀(jì)念碑處就可以清晰地看到這條冰磧，它是埃爾門(mén)多夫空軍基地北側(cè)的一處長(zhǎng)條形山。該長(zhǎng)條山由源自克尼克河和馬塔努斯卡河谷地的冰川沉積而成，終止于克尼克灣的出口邊緣，在克尼克灣的西北岸向西迤邐延伸，在克尼克灣的東南岸向東伸展到鷹河鎮(zhèn)。在基奈半島，拿破湯冰川運(yùn)動(dòng)時(shí)期(32 000～11 000 a前)的冰磧物堰塞形成了斯基拉克湖和特斯特米納湖。基奈山是這些冰磧物原材料的產(chǎn)地。斯特靈公路穿過(guò)環(huán)斯特靈鎮(zhèn)東邊斯基拉克湖的冰磧。就在索爾多特納市的西南面，公路又穿過(guò)了另一處源于拿破湯時(shí)期的冰磧，該處冰磧的沉積原料不是來(lái)自基奈山，而是來(lái)自庫(kù)克灣西面的阿拉斯加山脈。荷馬沙嘴就是由堆積于卡切馬克灣的冰磧物疊加海灘沉積物而形成的(見(jiàn)圖10)。

圖10　當(dāng)冰川前緣止步，巖塊沉積時(shí)，德奈利公路沿線的冰磧石帶就形成了

蛇形丘是另外一種蜿蜒綿長(zhǎng)的冰川地貌。許多冰川下面發(fā)育有河流，這樣的河流會(huì)融化其上覆的冰川冰并促其釋放攜裹在冰中的沙礫。沙礫掉落在水道上，并隨著上覆蠕動(dòng)冰川的不斷補(bǔ)充而經(jīng)年累積。就這樣，等到冰川最終消退后，所有冰磧物堆疊在當(dāng)?shù)?，形成一條可達(dá)數(shù)十英尺高數(shù)英里長(zhǎng)的蛇形條垅，由于植被茂盛不易分別。其實(shí)在帕爾默東邊沿著麋鹿溪(穆斯溪)以南的格倫公路有許多蛇形丘。在坦格爾湖群西邊的德奈利公路沿線有些蛇形丘可以更明顯地被看到(見(jiàn)圖11)。

鼓丘是一種尚未得到很好解釋的冰川沉積地貌形式。它們像拉長(zhǎng)的圓屋頂樣大圓丘，幾十或數(shù)百個(gè)成群地沉積在冰磧平原上。鼓丘可達(dá)幾百英尺高一英里長(zhǎng)。有一種關(guān)于鼓丘起源的理論認(rèn)為，它們是由后來(lái)的冰川對(duì)前期的冰川沉積物重塑而形成的。在安克雷奇東部的俄羅斯杰克溫泉公園和阿拉斯加太平洋大學(xué)的校園里都有許多鼓丘分布(見(jiàn)圖12)。

在近期形成冰磧平原上，湖泊是無(wú)處不在的。大多數(shù)湖泊是鍋形湖群(釜狀湖群)。在冰川消退時(shí)，可能會(huì)由大的冰塊遺留下來(lái)。由于融化慢，繞流的冰川水道會(huì)將礫石沉積在它們的周?chē)?，?dāng)冰塊最終融盡時(shí)，會(huì)在當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)一個(gè)洼坑。洼坑充水，鍋形湖(釜狀湖)就形成了。在中南阿拉斯加，幾乎所有的小型低地湖群都是鍋形湖群(釜狀湖群)。當(dāng)冰川刮擦并深蝕其下的土地時(shí)，會(huì)形成其他類(lèi)型的湖泊。當(dāng)在這些深蝕地方的尾端留下一條終磧垅時(shí)，一個(gè)堰塞型湖泊就誕生了。波特治湖、以及基奈半島上的斯基拉克湖和特斯特米納湖都是這種類(lèi)型的堰塞湖。冰磧物還有可能堵塞山谷而形成如基奈湖、伊克魯特納湖之類(lèi)的湖泊[4]。

(這是下次冰川運(yùn)動(dòng)時(shí)可能會(huì)被搬運(yùn)的潛在的冰磧物。)圖12　德奈利公路沿線的小鼓丘

3　結(jié)　論

冰川地貌可以劃分為兩種類(lèi)型：冰川刮擦山體后所形成的冰川侵蝕地貌和冰川經(jīng)過(guò)低地時(shí)傾倒刮帶山體碎屑后所形成的冰川沉積地貌。阿拉

斯加中南部地區(qū)冰川侵蝕地貌形態(tài)有U形山谷、冰斗、峽灣、磨光面、羊背石、冰蝕槽、冰川擦痕等；冰川沉積地貌有冰川漂礫、冰磧物、蛇形丘、鼓丘、鍋形湖群、堰塞湖等。

[1]Coulter H W, Hopkins D M. Map Showing Extent of Glaciations in Alaska[M]. Washington: U.S. Geological Survey,1965.

[2] Ferrians, Oscar J. Jr. Glacial Lake Ahtna, Copper River Basin, Alaska. Late Cenozoic History of the Interior Basins of Alaska and the Yukon[M]. Washington: U.S. Geological Survey Circular,1989.

[3] Karlstrom, Thor N V. Geology of the Kenai Lowland, Alaska; Plate 4. Quaternary Geology of the Kenai Lowland the Glacial History of the Cook Inlet Region, Alaska[D]. Washington: U.S. Geological Survey Professional Paper, 1964.

[4] Mann Daniel H, Peteet Dorothy M. Extent and Timing of the Last Glacial Maximum in Southwestern Alaska[J]. Quaternary Research,1994(42):136-148.

Analysis of the glacier landscape research in Southcentral Alaska

Written by David K.Snyder1;Translated by Dai Changlei2,3,Yang Zhaohui1

(1.theUniversityofAlaska-Anchorage,Anchorage99508,USA; 2.InstituteofGroundwaterinColdRegion,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China; 3.SchoolofHydraulic&Electric-power,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China)

Glacier landscape is the important part of landscape research.Studying glacier landscape in Southcentral Alaska can help further understand its landscape views.On the basis of combing a series of glacier landscape characteristics and its origin,this paper analyses the glacier landscape in Southcentral Alaska.It points out：glacier landscape can be divided into two types：the glacier erosion landscape formed by glacier scratching mountain and the glacier sedimentary landscape formed by glacier dumping mountain clastics when it passes to the low area.The glacier erosion landscape in Southcentral Alaska includes U-shaped valley,ice bucket,fjords,polish,rochemoutonnee glacier,glacial trough,scratch,etc.；And the glacier sedimentary landscape in it includes glacial boulder,moraine,oskar,drumlin,pot shaped lake,barrier lake,etc.

glacier landscape；erosion landscape；sedimentary landscape；Southcentral Alaska

大衛(wèi)·卡爾·施耐德(1969-)，男，美國(guó)阿拉斯加州安克雷奇市人，助理教授，主要從事自然地理及地理信息系統(tǒng)方向的科研和教學(xué)工作。

譯者簡(jiǎn)介：戴長(zhǎng)雷(1978-)，男，副教授，博士，主要從事寒區(qū)地下水及國(guó)際河流方向的教學(xué)及科研工作。

P343.6

A

2096-0506(2016)03-0027-08