冰雪的地質(zhì)作用

“六出飛花入戶時(shí)，坐看青竹變瓊枝?！北┦且环N常見的水的結(jié)晶形式，漫天飛舞、晶瑩剔透的雪花為人們所喜愛。冰雪作為一種固態(tài)的水，對巖石和礦物除了有侵蝕、搬運(yùn)、沉積作用，還有凍裂作用、重力作用等，在地質(zhì)歷史和地球的演化史上占有重要的一席之地。

凍裂作用

“日暖泥融雪半銷（又作‘消’）”“南風(fēng)融雪北風(fēng)凝”，這兩句詩形象地描寫了在太陽光和溫暖南風(fēng)的作用下，冰雪消融，而寒冷的北風(fēng)又讓水重新凝結(jié)為冰。

冰雪受熱化為水，在低溫下又結(jié)為冰時(shí)附加產(chǎn)生的凍裂作用，是冰雪的主要地質(zhì)作用之一，在地球和地貌演化中具有獨(dú)特的作用。究其原因，是冰和水的密度差異造成的。在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和0℃下，冰的密度為0.9g/cm3，液態(tài)水的密度為1.00g/cm3，即水變?yōu)楸鶗r(shí)，體積要增加10%。一到寒冬，經(jīng)常有室外的自來水管被凍壞，這其實(shí)就是因?yàn)樗芾锏乃畠鼋Y(jié)，體積變大，把水管撐破了。夏天，我們一般把汽水放在冰箱里冷藏，而不是冷凍，也是這個(gè)道理。

冰雪的凍裂作用，也叫“冰劈作用”或“冰楔作用”，指地表水或冰雪融水進(jìn)入土巖層裂縫，由于氣溫下降，轉(zhuǎn)化為冰，體積增大，向冰體周邊縫壁施加壓力，使裂隙擴(kuò)大，進(jìn)而破裂或破碎的物理風(fēng)化作用。

這種凍裂作用，隨著天氣的轉(zhuǎn)暖、變冷，不斷結(jié)晶—融化—結(jié)晶—融化，循環(huán)往復(fù)。每次結(jié)冰，體積增大一點(diǎn)兒，導(dǎo)致更多的水體進(jìn)入，進(jìn)而產(chǎn)生更大的壓力，周而復(fù)始，會產(chǎn)生強(qiáng)大的摧毀作用。據(jù)計(jì)算，一個(gè)裂縫循環(huán)凍融膨脹25次，體積即可達(dá)到原始體積的10倍，冰雪強(qiáng)大的凍裂作用可見一斑。

重力作用

“已訝衾枕冷，復(fù)見窗戶明。夜深知雪重，時(shí)聞?wù)壑衤?。”白居易的《夜雪》描寫了在一個(gè)寒冷的深夜，積雪照亮了窗戶，將竹子折斷的場景。

輕飄飄的雪真有這么重，能把竹子壓斷？不同的雪、不同地區(qū)的雪、不同時(shí)候的雪，密度不一樣?！把嗌窖┗ù笕缦?，片片吹落軒轅臺?！睋?jù)科學(xué)家研究，新下的松軟的雪的平均密度為0.05～0.10g/cm3；壓實(shí)的雪密度可達(dá)0.33g/cm3以上；干雪的密度通常為0.3～0.5g/cm3；濕雪的密度通常為0.5～0.9g/cm3；融雪時(shí)，雪的密度可達(dá)0.6～0.7g/cm3。

此外，雪的密度還與環(huán)境溫度、雪的新舊、雪粒粗細(xì)和雪的密實(shí)度等有關(guān)。一般來說，華北地區(qū)的雪密度較小，為0.13g/cm3；江西、浙江地區(qū)雪的密度較大，可達(dá)到0.2g/cm3；東北及北疆地區(qū)的雪密度居中，為0.15g/cm3。

《夜雪》創(chuàng)作于唐憲宗元和十一年（816）冬，那時(shí)白居易在江州（今江西省九江市）任司馬。根據(jù)各種資料推斷，當(dāng)時(shí)那場雪的密度達(dá)到0.2g/cm3，幾乎是竹子密度的一半，再加上雪的質(zhì)量隨著降雪量的增加而增加，當(dāng)雪的重力超過竹子的支撐力時(shí)，竹子被壓斷也不奇怪。即使對于現(xiàn)在的鋼鐵結(jié)構(gòu)，冰雪的重力作用也不容忽視。2023年12月，山西運(yùn)城4條輸電線路受冰雪、凍雨影響，出現(xiàn)嚴(yán)重的覆冰故障，導(dǎo)致鐵塔倒塌、縣城全域斷電，后經(jīng)集體搶修才恢復(fù)正常。

儲藏淡水

“空花落盡酒傾缸，日上山融雪漲江?！碧K軾的這句詩描寫了在太陽的照射下，山上冰雪消融，雪水進(jìn)入河流，導(dǎo)致江水上漲的春日場景。

冰雪作為固態(tài)的水，是巨大的淡水水源庫。在鑿井技術(shù)并不發(fā)達(dá)的古代，取雪融水是人們獲取淡水的一種方式?！叭谘┘逑丬?，調(diào)酥煮乳糜?！薄案唢}膻根澆杏酪，旋融雪汁煮松風(fēng)?！睙o論是唐代的白居易還是宋代的范成大，文人雅士都有融雪煮茶的習(xí)慣。

冰雪的另一個(gè)特征就是可以長時(shí)間儲存淡水。“窗含西嶺千秋雪，門泊東吳萬里船?！薄敖K南陰嶺秀，積雪浮云端。”西嶺雪山和冰雪終年不化的鐘南山，儲藏了大量的淡水資源?！扒嗪ｉL云暗雪山，孤城遙望玉門關(guān)?！备珊档暮游髯呃戎阅茏屓祟惖靡陨媾c發(fā)展，是因?yàn)槟厦嫫钸B山上終年積雪融水。新疆地區(qū)著名的坎兒井，流淌的就是冰山融化的雪水?！皽Y冰厚三尺，素雪覆千里?！奔词箯默F(xiàn)代的角度來看，全球的冰雪長期覆蓋了地球表面約10%的地方，是地球上70%的淡水來源，成為人類生存、發(fā)展的可靠水源。