中南阿拉斯加冰川地貌特征分析

大卫·卡尔·施耐德著；戴长雷，杨朝晖译

(1.阿拉斯加大学 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)



中南阿拉斯加冰川地貌特征分析

大卫·卡尔·施耐德1著；戴长雷2,3，杨朝晖1译

(1.阿拉斯加大学 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

冰川地貌是地貌研究的重要组成部分，研究阿拉斯加中南部的冰川地貌有助于进一步了解中南阿拉斯加的地貌景观。在梳理一系列冰川地貌特征以及成因的基础上，对阿拉斯加中南部地区的冰川地貌进行了分析。指出冰川地貌可以划分为两种类型：冰川刮擦山体后所形成的冰川侵蚀地貌和冰川经过低地时倾倒刮带山体碎屑后所形成的冰川沉积地貌。阿拉斯加中南部地区冰川侵蚀地貌形态有U形山谷、冰斗、峡湾、磨光面、羊背石、冰蚀槽、冰川擦痕等；冰川沉积地貌有冰川漂砾、冰碛物、蛇形丘、鼓丘、锅形湖群、堰塞湖等。

冰川地貌；侵蚀地貌；沉积地貌；中南阿拉斯加

本文是在大卫·卡尔·施耐德助理教授所著的《中南阿拉斯加自然地理探索》(云杉地理学出版社，2013)的基础上翻译节选修订而成的。

大卫·卡尔·施耐德出生成长于阿拉斯加州安克雷奇市，硕士毕业于威斯康星大学麦迪逊分校地理系，在阿拉斯加大学安克雷奇分校讲授自然地理学与人文地理学课程的同时长年从事地理信息系统相关领域的工作，所著的《中南阿拉斯加自然地理探索》集学术性与趣味性于一体，为关心和从事相关工作人员提供了许多重要的参考信息。

本文节选的内容主要为关于阿拉斯加冰川地貌相关的分析与论述，可供关心和研究冰冻圈水文和冰川地理相关方向内容的中国同行参考。

冰川地貌可以划分为两种类型：冰川刮擦山体后所形成的冰川侵蚀地貌和冰川经过低地时倾倒刮带山体碎屑后所形成的冰川沉积地貌。

1　冰川侵蚀地貌

冰川在山谷顶部形成后可以在当地刮蚀出被称之为冰斗的大碗状深坑，这些冰斗的后壁通常都是陡崖(见图1)。在中南阿拉斯加的几乎每一个山谷顶部都可以发现冰斗。在这种冰斗刮蚀向着山下进行时，在同一座山的其他山谷中也会形成同类的冰斗。在两个冰斗之间，会形成一个尖尖的、陡峭的山脊，称为刃脊。通常，在一座大山的各个侧面会发育众多冰斗，而在这众多冰斗之间，会形成一个特别尖陡的金字塔形山峰，称为角峰。冰川消退之后，冰斗之中一般会积水形成小的湖泊，称为冰斗湖(见图2)。

在高山地区，河流一般是通过向下切蚀而塑造出V形山谷，而对于一个发育在谷中的冰川来说，它则会对山谷的底板和侧面同时刮蚀，因而塑造出U形山谷。在整个中南阿拉斯加都可以看到U形山谷。在某些山区，河流又开始在冰川沉积层上沿着河道向下切蚀，并在大U形山谷的底部又形成小的V形山谷[1](见图3)。

在小的支流冰川融入大的干流冰川的地方，会形成一种悬谷。由于干流冰川的侵蚀能力要大得多，所以由它刮蚀的山谷较之于支流冰川刮蚀的山谷来说也要深得多，大得多。冰川消退之后，小的支流山谷就通过一段高高的陡崖悬挂在干流大山谷的上面，这往往也是瀑布发育的地方。

当冰川谷内海水侵入的时候，峡湾就形成了。在冰期，两种现象的发生为峡湾的孕育奠定了基础。第一个现象，由于水体冻结海水位下降，冰川得以在干燥的山谷中生成。第二个现象，冰川巨大的质量将地面压地向下沉陷，某些地方的沉陷量可达600 in。冰期结束后，海水位上升，这些深陷的山谷被淹没而形成峡湾。通过一个被称为地壳均衡反弹的过程，这些深陷的地面还会以一种极其缓慢的速度恢复它们原来的高程，有些地方也因此最终会慢慢地抬升到海面以上。由于地面均衡反弹的过程会持续成千上万年，所以阿拉斯加当前仍有许多峡湾。在中南阿拉斯加的威廉王子湾和基奈峡湾国家公园发育有大的峡湾。安克雷奇南边的坦纳根湾(再回头湾)也是一个峡湾。

在刮擦侵蚀的作用下，冰川会将下伏基岩打磨得平整而光滑。在中南阿拉斯加，许多较低的山峰由于曾被冰川覆盖，所以山形光滑浑圆。而那些海拔较高且不曾覆盖冰川的山峰，主要借助以水的冻融为主导的侵蚀营力，所以山形粗犷参差。在安克雷奇附近的楚加奇山上很容易就可以看到这种粗犷的山峰。从安克雷奇横跨克尼克湾的苏西特纳山(睡美人山)曾为历史冰川所完全覆盖因而呈现出浑圆的山形(见图4)。

(这个小悬谷下方几百英尺处就是威利瓦山谷，在这样的冰斗里形成的湖就称为冰斗湖)图1　安克雷奇西部楚加奇山上的一处冰斗

(西沃德周边深深切蚀的基奈山遍布着冰川活动后的痕迹。随着过去10 000 a来的海平面上升和海岸线下沉，许多冰川切蚀形成的峡湾和冰斗已淹没在水中。)图2　冰川侵蚀特征

图3　伊克卢特纳冰川将这个山谷由冰前的V形谷侵蚀成冰后的U形谷

与冰川侵蚀地貌相关的一种称为羊背石的冰拔丘在一些地方也可能被看见。当冰川滑过某个山区基岩小丘时，它会侵蚀并刮平小岩丘的上游面并将小岩丘的下游面拔起。最终塑造出一个一面缓坡一面陡坡的羊背石小丘。帕尔默南面位于公路和山区之间的博登堡孤丘，可以从克尼克河公寓看到，就是一个羊背石的例子(见图5)。

(克尼克冰川从这块岩石的右上方滑过，并将这块岩石从左侧拔起。)图4　帕尔默附近克尼克河谷中的一块羊背石

图5　帕尔默附近博登堡山丘上由克尼克冰川侵蚀造成的岩床冰蚀沟槽

在岩床的许多部位可以见到大的冰蚀槽。冰川携裹的巨砾凭借着巨大的压力侵蚀下伏的岩床，剔除砾尖的物质，形成大大的冰蚀槽。在博登堡孤丘的山顶以及中南阿拉斯加其他山区祼露基岩的地方都可明显地看见这种冰蚀槽。当冰川冰用力地刮过其他岩块的时候，还会在岩块上留下线状的冰川擦痕。在安克雷奇南面的麦克休溪停车场附近可以见到这种冰川擦痕的例子[2](见图6)。

图6　在冰川的携裹下，这块岩石与其他基岩或岩块发生剐擦，巨大的压力使这块荷马海滩上的漂砾布满了擦痕

2　冰川沉积地貌

无论什么物质被冰川从一个地方搬携运走，它们总会在另外一个地方沉积下来，并塑造出新的独特地貌。广义上讲，任何被冰川所遗弃的碎屑都可被称为冰碛物。冰川融化后未经流水影响而直接沉积在当地的沙砾碎屑即为冰碛。冰碛与流水沉积物的差别就在于它的分选性很差。对于河流沉积来说，当水势(流量和流速)较大时较大粒径的泥沙会沉积下来，而当水势较小时较小粒径的泥沙则会沉积下来，如此则会形成分选良好的河流沉积层。对于冰碛来说，它们只是当冰川融化时在同一地点将从岩砾到淤泥的所有冰携碎屑简单堆叠在一起而形成的。当然，当游荡蜿蜒的河道将冰川碎屑搬运沉积后也可以形成有一定分选度的开阔的冰水沉积平原。这种平原可能下伏几十英尺的沉积物且不太平坦。安克雷奇市的大部分就建设在一个冰水沉积平原上(见图7)。

(库克湾流域上游地区绵延山丘和泡沼是由后更新世冰川消退所致。在最近一次冰川运动(即拿破汤冰川运动)的末期，随着巨大冰川的消退，形成了以埃尔门多夫冰碛为显著特征的成堆的冰碛物。)图7　冰川沉积特征

冰川可能会将一块巨大的石块从一个地方搬运到另一个平坦的地方堆放下来。如果某个地方的巨石明显地既不是河流冲来的又不是从山坡上滚落下来的，那它们极有可能就是由冰川搬运沉积下来的。这些突兀的岩石就是所谓的冰川漂砾。沿着安克雷奇背面的楚加奇山边有不少花岗岩巨石。由于楚加奇山本身没有发育花岗岩，所以，这些巨石漂砾一定是从常见花岗岩的塔尔基物纳山或者阿拉斯加山脉被搬运过来的[3](见图8)。

冰川堆石是最常见的冰川沉积地貌之一。它们是一些可达数百英尺高数英里长的冰碛条垅。冰川滑动时总会随身携带一些冰碛物。如果冰川前缘在同一个地方长时间停驻，所有的冰携物质就会在那个地方沉积下来，形成终碛垅。如果这个冰川再度前进，这条终碛垅就会被推翻与破坏。因此，终碛垅通常标示一个冰川在一个特定的冰期内到达的最远范围。在冰川滑进的平行方向上则会出现侧碛垅。在冰川的滑行擦刮之下，当山谷的侧壁崩塌落下或被刮擦掉的巨量岩土被冰川侧缘(而不是冰川中部)携裹前进时，如果冰川融化，这些冰川碎屑就会顺势沉积，沿着山脚形成又长又矮的侧碛垅(见图9)。

(当冰川以某一速度不停融化时，源于冰川尾部的蜿蜒的水流将砾石和岩块均匀的铺了一层。)图8　卡彻马克湾国家公园里一处冰川近期消融的冰水沉积平原

图9　源自远山的冰川漂砾由冰川搬运到库克湾的低洼地带沉积下来

冰碛物在阿拉斯加无处不在，由拿破汤冰川运动时期遗留下来的埃尔门多夫冰碛就是其中最著名的一个。从安克雷奇商业区的库克船长纪念碑处就可以清晰地看到这条冰碛，它是埃尔门多夫空军基地北侧的一处长条形山。该长条山由源自克尼克河和马塔努斯卡河谷地的冰川沉积而成，终止于克尼克湾的出口边缘，在克尼克湾的西北岸向西迤逦延伸，在克尼克湾的东南岸向东伸展到鹰河镇。在基奈半岛，拿破汤冰川运动时期(32 000～11 000 a前)的冰碛物堰塞形成了斯基拉克湖和特斯特米纳湖。基奈山是这些冰碛物原材料的产地。斯特灵公路穿过环斯特灵镇东边斯基拉克湖的冰碛。就在索尔多特纳市的西南面，公路又穿过了另一处源于拿破汤时期的冰碛，该处冰碛的沉积原料不是来自基奈山，而是来自库克湾西面的阿拉斯加山脉。荷马沙嘴就是由堆积于卡切马克湾的冰碛物叠加海滩沉积物而形成的(见图10)。

图10　当冰川前缘止步，岩块沉积时，德奈利公路沿线的冰碛石带就形成了

蛇形丘是另外一种蜿蜒绵长的冰川地貌。许多冰川下面发育有河流，这样的河流会融化其上覆的冰川冰并促其释放携裹在冰中的沙砾。沙砾掉落在水道上，并随着上覆蠕动冰川的不断补充而经年累积。就这样，等到冰川最终消退后，所有冰碛物堆叠在当地，形成一条可达数十英尺高数英里长的蛇形条垅，由于植被茂盛不易分别。其实在帕尔默东边沿着麋鹿溪(穆斯溪)以南的格伦公路有许多蛇形丘。在坦格尔湖群西边的德奈利公路沿线有些蛇形丘可以更明显地被看到(见图11)。

鼓丘是一种尚未得到很好解释的冰川沉积地貌形式。它们像拉长的圆屋顶样大圆丘，几十或数百个成群地沉积在冰碛平原上。鼓丘可达几百英尺高一英里长。有一种关于鼓丘起源的理论认为，它们是由后来的冰川对前期的冰川沉积物重塑而形成的。在安克雷奇东部的俄罗斯杰克温泉公园和阿拉斯加太平洋大学的校园里都有许多鼓丘分布(见图12)。

在近期形成冰碛平原上，湖泊是无处不在的。大多数湖泊是锅形湖群(釜状湖群)。在冰川消退时，可能会由大的冰块遗留下来。由于融化慢，绕流的冰川水道会将砾石沉积在它们的周围，当冰块最终融尽时，会在当地出现一个洼坑。洼坑充水，锅形湖(釜状湖)就形成了。在中南阿拉斯加，几乎所有的小型低地湖群都是锅形湖群(釜状湖群)。当冰川刮擦并深蚀其下的土地时，会形成其他类型的湖泊。当在这些深蚀地方的尾端留下一条终碛垅时，一个堰塞型湖泊就诞生了。波特治湖、以及基奈半岛上的斯基拉克湖和特斯特米纳湖都是这种类型的堰塞湖。冰碛物还有可能堵塞山谷而形成如基奈湖、伊克鲁特纳湖之类的湖泊[4]。

(这是下次冰川运动时可能会被搬运的潜在的冰碛物。)图12　德奈利公路沿线的小鼓丘

3　结　论

冰川地貌可以划分为两种类型：冰川刮擦山体后所形成的冰川侵蚀地貌和冰川经过低地时倾倒刮带山体碎屑后所形成的冰川沉积地貌。阿拉

斯加中南部地区冰川侵蚀地貌形态有U形山谷、冰斗、峡湾、磨光面、羊背石、冰蚀槽、冰川擦痕等；冰川沉积地貌有冰川漂砾、冰碛物、蛇形丘、鼓丘、锅形湖群、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

大卫·卡尔·施耐德(1969-)，男，美国阿拉斯加州安克雷奇市人，助理教授，主要从事自然地理及地理信息系统方向的科研和教学工作。

译者简介：戴长雷(1978-)，男，副教授，博士，主要从事寒区地下水及国际河流方向的教学及科研工作。

P343.6

A

2096-0506(2016)03-0027-08