冰川為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)?
要回答這個(gè)問題,我們得從物體變形這個(gè)物理概念說起。
物體在受力情況下,為了適應(yīng)或消除外力,可作三種變形,即彈性變形、塑性變形和脆性變形(或稱破裂)。一般物體在受力時(shí)都有這三個(gè)變形階段。例如一根彈簧,一般情況下,作彈性變形;當(dāng)受力超過彈性強(qiáng)度時(shí),作塑性變形,彈簧回不到原來的位置;當(dāng)受力特大超過破裂強(qiáng)度時(shí),彈簧拉斷,作脆性變形。但是,這三個(gè)階段究竟有主有從,三個(gè)階段并不同樣平分秋色。到底以何種變形為主,要取決于材料本身的性質(zhì)。
就冰來說,由于它容易實(shí)現(xiàn)晶體的內(nèi)部滑動(dòng),是有利于表現(xiàn)出塑性變形的。但是,當(dāng)外力突然增高時(shí),很容易超過冰的破裂強(qiáng)度,發(fā)生脆性變形(斷裂)。只有在緩慢加荷并長(zhǎng)期受力時(shí),冰才能充分顯現(xiàn)出塑性變形的特色。我們知道,物體在長(zhǎng)期受力時(shí),哪怕這種力較小,也會(huì)產(chǎn)生塑性變形。在冰川下部,由于上部冰層的壓力和上游冰層的推力,老是處于受力狀態(tài),使下部冰層的塑性表現(xiàn)得比較充分。同時(shí),下部冰層的融點(diǎn)由于受壓比上部冰層稍低,使下部冰層更接近于融點(diǎn),因而塑性變形更易實(shí)現(xiàn)。這樣,冰川下部出現(xiàn)塑性帶就不難理解了。而冰川表層,缺乏長(zhǎng)期受力這個(gè)重要條件,當(dāng)外力突然增加時(shí),往往作彈性或脆性變形,成為脆性帶。
在一個(gè)暢通的山谷中,冰川流動(dòng)時(shí)最大流速出現(xiàn)在冰川表面,愈近谷底速度降低,這種運(yùn)動(dòng)方式叫做重力流。如果冰川運(yùn)動(dòng)過程中,在前方遇到突起的基巖或運(yùn)動(dòng)變緩的冰塊的阻塞,就在那里形成前擠后壓的剪應(yīng)力,這種流動(dòng)方式叫做阻塞重力流。在發(fā)生阻塞重力流的地方,冰中常有許多逆斷層,還有復(fù)雜的褶皺出現(xiàn)。