冰川為什么會運動?
要回答這個問題,我們得從物體變形這個物理概念說起。
物體在受力情況下,為了適應或消除外力,可作三種變形,即彈性變形、塑性變形和脆性變形(或稱破裂)。一般物體在受力時都有這三個變形階段。例如一根彈簧,一般情況下,作彈性變形;當受力超過彈性強度時,作塑性變形,彈簧回不到原來的位置;當受力特大超過破裂強度時,彈簧拉斷,作脆性變形。但是,這三個階段究竟有主有從,三個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。
就冰來說,由于它容易實現晶體的內部滑動,是有利于表現出塑性變形的。但是,當外力突然增高時,很容易超過冰的破裂強度,發生脆性變形(斷裂)。只有在緩慢加荷并長期受力時,冰才能充分顯現出塑性變形的特色。我們知道,物體在長期受力時,哪怕這種力較小,也會產生塑性變形。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,使下部冰層的塑性表現得比較充分。同時,下部冰層的融點由于受壓比上部冰層稍低,使下部冰層更接近于融點,因而塑性變形更易實現。這樣,冰川下部出現塑性帶就不難理解了。而冰川表層,缺乏長期受力這個重要條件,當外力突然增加時,往往作彈性或脆性變形,成為脆性帶。
在一個暢通的山谷中,冰川流動時最大流速出現在冰川表面,愈近谷底速度降低,這種運動方式叫做重力流。如果冰川運動過程中,在前方遇到突起的基巖或運動變緩的冰塊的阻塞,就在那里形成前擠后壓的剪應力,這種流動方式叫做阻塞重力流。在發生阻塞重力流的地方,冰中常有許多逆斷層,還有復雜的褶皺出現。