十九世紀(jì)初葉,在阿爾卑斯山上,有幾個(gè)登山者不幸被雪崩掩埋在冰川粒雪盆里。當(dāng)時(shí)有個(gè)冰川工作者推測(cè)說,過四十年后這幾個(gè)人的尸體將在冰舌前出現(xiàn)。果然不出所料,四十三年后,這幾個(gè)不幸者的尸體在冰舌前出現(xiàn)了,登山者同伴中的幸存者很快把尸體辨認(rèn)出來。
1827年,有個(gè)地質(zhì)工作者在阿爾卑斯山的老鷹冰川上修筑了一座石砌小屋。十三年后,發(fā)現(xiàn)這座小屋向下游移動(dòng)了1428米。小屋本身是不會(huì)移動(dòng)的,造成小屋移動(dòng)的原因是小屋的地基隨著冰川向下運(yùn)動(dòng),把小屋捎帶著一起移動(dòng)了。
冰川運(yùn)動(dòng)有些和水流相似,中間快,兩邊慢。要是橫過冰川插上一排花桿,不需太長時(shí)間就可發(fā)現(xiàn),中間的花桿遠(yuǎn)遠(yuǎn)地跑到前面去了,原來呈直線的花桿連線變成向下游凸出的弧線。許多海洋性冰川上出現(xiàn)的形象十分奇特的弧形連拱,就是冰川運(yùn)動(dòng)過程中,中間和兩邊速度不一而產(chǎn)生的。
冰川表面常有許多裂隙,有些裂隙有幾十米深。裂隙的存在,說明冰川有脆性。不過,經(jīng)過數(shù)百年的調(diào)查觀測(cè),冰川上的裂隙極少超過六十米深。多數(shù)裂隙遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這個(gè)深度就閉合了。這又說明冰川下部是塑性的,它可以“柔軟”的適應(yīng)各種外力作用而不致發(fā)生破裂。因此,可以把冰川分為二層,表面容易斷裂的這層叫做脆性帶,而下部“柔軟”的那層叫做塑性帶。塑性帶的存在是冰川流動(dòng)的根本原因。
冰川運(yùn)動(dòng)原因: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。
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