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冰川:一道不应消逝的风景

图片:Free-Photos / CC0

星球研究所,一群国家地理控,专注于探索极致世界。文章首发同名公众号

冰川,是江河之源,是高山之歌,是一抹视线之外的洁白,是一道不应消逝的风景

本文由中国青藏高原研究会、第二次青藏科考队星球研究所 联合制作

在中国的西部有一片“冰冻星球”,厚厚的冰体覆盖了 51776 平方千米的土地。

48571 条“冰河”,肆意倾泄;

庞大的冰储量,可以装满 114 个三峡水库(仅按体积计算,不考虑冰水转换)

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这是冰川的王国。风雪不休、冻结不化,至少存在了成千上万年之久。

即便放眼整个星球,也再没有如此巨大规模的冰川能发育在中低纬度地区。

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为什么是中国?冰川又给中国带来了什么?在全球变暖的大趋势下它们还能存在多久?


01. 诞生

距今 6500 万年以来,青藏高原持续隆升。高原内部及周边的降水量、温度出现显着分异,三种不同类型的冰川开始了各自的生长。

高原西北部中部的高山,因为深处内陆而气候干燥,年降水量仅有 200-500mm。但是这里即便是夏季,平均气温也低于 -1°C,大气中的水汽凝结形成的降雪,可以年复一年不断堆积压实,很少消融。

结构疏松的新雪受压,变成了致密的粒雪;

粒雪又重新结晶,变成更紧致的粒状冰;

粒状冰进一步受压,孔隙基本闭合,历经数年数十年形成了一种浅蓝色的物质,冰川冰。

当冰川冰在重力作用下发生流动,冰川便诞生了。

这种降水稀少、成冰温度较低、累积时间漫长的冰川。被称为极大陆型冰川。它积累慢、消融慢、运动速度也极为缓慢,平均每年仅移动数米到数十米,是冰川中的敦厚长者。其面积约占中国冰川总面积的 32%

在高寒的昆仑山脉最西端,7000 米级的公格尔峰,发育出了面积高达 115.16km²的极大陆型冰川,可拉牙依拉克冰川,比北京市东城西城之和还要大。

再往东,以海拔 7167 米的昆仑峰为中心,连片的高海拔山地形成了中国最大的冰川作用区。这里也是中国巨型冰川最为集中的区域,中国 22 个面积超过 100km²的冰川中,有 8 个分布在此区域。包括

  • 237.46km²的中峰冰川
  • 236.77km²的多峰冰川
  • 199.09km²的昆仑冰川
  • 166.08km²的崇测冰帽
  • 135.00km²的玉龙冰川
  • 120.51km²的西玉龙冰川
  • 111.37km²的古里雅冰帽
  • 108.18km²的弓形冰川

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其中的崇测冰帽古里雅冰帽这,些被称为冰帽的冰川,就像一顶巨帽一样覆盖山体,冰雪之下很少有山坡裸露,雪没山顶、冰舌四溢。

而在深居青藏高原腹地的羌塘高原,地形更为平坦,数个冰帽型冰川又组成了一个大冰原,普若岗日冰原,覆盖面积高达 422.58km²。

山峰在庞大的冰原上只能露出尖尖一角,人称“冰原岛峰”。


但青藏高原不全是干冷的气候,它的隆起改变了行星风系,来自太平洋的东亚季风以及来自印度洋的南亚季风,携带着大量水汽进入高原的东南部群山。

高山上,虽然夏季平均气温在 1-5°C 之间,冰雪快速消融,但是年降水量却高达 1000-3000mm。因此补给更快。融水渗浸到粒雪周围再冻结成冰,这种冰川被称为海洋型冰川,面积约占中国冰川总面积的22%。

海洋型冰川运动速度较快,平均每年可达 100 米至 500 米。活跃的运动让它往往直接深入温暖的绿色地带,与森林、灌丛同框,堪称冰川中的萌动少年。

正是这种特性,让海洋型冰川成就了中国最靠南的冰川。玉龙雪山冰川位于北纬 27°,几乎与贵阳平行。

也正是这种特性,让海洋型冰川快速补给快速流动,在贡嘎山奔流直下,形成中国已知落差最大的冰瀑布——海螺沟冰瀑布,落差高达 1000 米左右。

最震撼的海洋型冰川群,则出现在喜马拉雅山脉东段南迦巴瓦峰周围,以及念青唐古拉山脉东段。这里正好面对着雅鲁藏布江大拐弯,西南季风携带着大量水汽,穿越大拐弯汹涌而来,形成大量降雪。各处发育的冰川不断汇流,造就了一个个充满运动旋律的大型冰川群。

在念青唐古拉山脉东段,

  • 204.36km²的恰青冰川,面积位列全国第 6;
  • 179.59km²的雅弄冰川,面积位列全国第 9;
  • 167.05km²的夏曲冰川,面积位列全国第 11;
  • 122.33km²的那龙冰川,面积位列全国第 16。

天地洪荒,

巨龙蜿蜒,

喷薄张扬,


第三类冰川,亚大陆型冰川,则位于前两类冰川之间的过渡地带,年均降水量约 500-1000mm,夏季平均气温 0-3°C,积累与消融速度、运动速度也都居于两者之间,其面积约占中国冰川总面积的 46%,是中国分布最广的冰川类型。

其中,天山山脉随着青藏高原隆升而加速隆起、复活造山,西风及来自北冰洋的水汽成为它的主要降水补给来源,其冰川面积和冰储量仅次于昆仑山和念青唐古拉山,在中国所有山系中排名第三。

天山以北的阿尔泰山,因为纬度高、温度低以及较丰富的降水,发育出了中国末端海拔最低的冰川,喀纳斯冰川,末端海拔仅有 2416 米。

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喜马拉雅山脉中段和西段的北坡,还有一种特殊的景观,冰塔林。

由于冰川各部位运动速度不同,造成冰川表面出现裂隙,而中低纬度地区直射的阳光又不断将这些裂隙加深,最终发育出一个个冰塔。

从空中俯瞰大面积分布的冰塔时,仿佛是一条由锯齿组成的冰河。

而在喀喇昆仑山脉,并不太长的范围内分布着 4 座 8000 米级山峰、25 座 7000 米级山峰,如此高密度的极高山分布,让这里形成了一条众多冰川沿河谷分列的“冰川走廊”,克勒青河谷冰川群。面积高达 359.05km²,中国最大、最长的冰川,音苏盖提冰川就位于此处。

就这样,22%的海洋型冰川32%的极大陆型冰川以及46%的亚大陆型冰川,组成了中国丰富多彩的冰川家族。但是不要以为冰川仅仅拥有漂亮的外表,事实上,它们是地球上宏伟的力量之一,拥有改天换地的能量


02. 创造

冰川首先是地表的塑造者,作为一种流动的固体,冰川可以劈山裂石。

它在山坡上不断刨蚀,形成围椅状的洼地,是为冰斗。

各个方向的冰斗向山体溯源侵蚀,冰斗后壁不断后退,山峰越来越陡峭,山脊也变成了刀刃状,这便是角峰刃脊

当庞大的冰川群批量制造出数不尽数的角峰和刃脊,中国西部的雪山就成了世界上最凌厉的雪山,画作群山“狰狞”、云海壮阔。

一众造型美得“令人发指”的神山,贡嘎、萨普、缅茨姆南迦巴瓦、央迈勇、夏诺多吉冈仁波齐、乔戈里、纳木那尼等,纷纷塑形完毕,蔚为大观。

而当巨大的冰流贯穿山麓,还会塑造出开阔的冰川谷,因其横剖面呈 U 字形又得名U 形谷。

其谷底宽缓、谷坡陡峻,与周围的凌厉山峰交相辉映,大大丰富了中国西部的景观层次。

此外,在冰川侵蚀山体的过程中,大量碎屑随冰川流动,碎屑在冰流两侧聚集形成侧碛(qì)垄,在冰川末端聚集形成终碛垄。

侧碛垄、终碛垄是冰川进退的重要标志,而当冰川融水下泄时,它们还是天然的堤坝。

那些被冰川研磨得更细碎的物质,则会发育出罕见的“冰川沙漠”。普若岗日冰原海拔 5200-5600 米之间,数十米高的新月形沙丘连绵起伏,冰川与沙漠相伴相生,颇为独特。

冰斗、角峰、刃脊、冰川谷、侧碛垄、终碛垄、冰川沙漠,运动的冰川成了地表的塑造者,而当冰川消融时,它还将成为“江湖”的源头和人类文明的哺育者。

冰川末端消融,形成巨大的冰洞;

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融水在冰面汇流,形成冰面河;

之后或注入冰斗,形成冰斗湖,或注入冰川末端的冰碛垄,围合中形成冰碛湖,我们才能在高原上得见各种各样美丽的冰川湖泊。

着名的喀纳斯湖,也是由冰碛垄阻塞冰川谷后,在冰蚀洼地中积水而形成。

而更重要的是,这些融水又汇入不同的河流,成为大江大河的重要来源。其中:

  • 164 条冰川融水汇入黄河
  • 469 条冰川融水汇入湄公河(澜沧江)
  • 1528 条冰川融水汇入长江
  • 2177 条冰川融水汇入萨尔温江(怒江)
  • 2401 条冰川融水汇入印度河
  • 12641 条冰川融水汇入恒河

我们每个人身体中,几乎都有着冰川融水的滋养。它与其他水源一道,共同构成哺育亚洲人类文明的亚洲水塔。

尤其是 28912 条冰川的融水汇入亚洲的内陆干旱区,发源于天山、昆仑山、喀喇昆仑山的冰川融水占到塔里木河水量的 40%左右;河西走廊的疏勒河,冰川补给率也在 30%以上。

可以说,有了冰川融水,才有了中国西北的一个个绿洲,才有了丝绸之路、河西走廊与新疆的绿洲文明。从这个角度看,绿洲文明同时也是“冰川文明”。

但是,塑造地表、哺育文明的同时,冰川命运的转折点也已到来。

在人类文明日益发展的时代,冰川的大退却正在上演。


03. 退却

2019 年 6 月 24 日,青藏高原上,拉萨、贡嘎、尼木、加查 4 个气象站的日最高气温分别达到 30.8℃、31.0℃、30.1℃、32.6℃,均突破当地历史年极大值。

2019 年 6 月 25-29 日,西藏自治区首府拉萨连续 5 日平均气温超过 22°C,按照气象学的标准,这标志着自有气象记录以来,拉萨人民首次“成功”迎来了夏天。

青藏高原的加速变暖,引发冰体温度升高,冰川消融量大增。

与此同时,人类排放的大气污染物悬浮在大气层,在喜马拉雅山脉南侧至印度洋上空形成厚达 3km 的大气棕色云

云层中的吸光性杂质,包括黑碳、棕碳、矿物粉尘等被季风、西风带到青藏高原,降落到冰川表面。洁净的冰川表面原本可以大量反射阳光,而这些杂质染黑冰川表面,显着增强了对太阳辐射的吸收作用,于是冰体温度进一步升高,消融加剧。

中国科学家曾做过两次系统的冰川编目,两次数据对比发现,数十年间中国冰川储量减少约 20%,面积缩小约 18%。从区域尺度来看,喀喇昆仑山的冰川面积在 1978~2015 年间锐减了 237.5km²。

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唐古拉山的冰川面积,从 1990 年至 2015 年减少了 336km²。长江源所在的唐古拉山脉最高峰,海拔 6621 米的各拉丹东峰,有数十条冰川完全消失。其中岗加曲巴冰川退缩最为迅速,在 2001-2012 年平均每年退缩 85 米,最大退缩距离达 4660 米,还有 25 条冰川完全消失。

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祁连山的冰川面积,在近 50 年间减少了 21%,海拔 4000 米以下的冰川已完全消失。

天山的冰川面积,在近 50 年间减少了 18%,由于冰川快速退缩和减薄,一些大冰川逐渐分化为多支小冰川,冰川的碎片化加剧。

喜马拉雅山的冰川面积,更是从 1990 年的 8878.0km²减小到 2010 年的 7594.0km²,减少近 1300km²。

科学家的模拟结果显示,在温室气体中等排放情景下,到 2045 年,青藏高原东部部分冰川将强烈消融,直至消亡。

在温室气体高排放情景下,这一时间会提前到 2035 年。

从现在起,你将在余下的数十年生命中,与许多条冰川逐一告别。

若干年后,许多雪山也许将不再是雪山,它们将摘下白色的帽子,变成普普通通的山峰。

若干年后,干旱的内陆也许将失去冰川融水的补给。

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若干年后,我们也许只能告诉下一代,这里曾经有条冰川,如何壮阔,如何宏伟。

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为了改变这一切,为了更多地了解冰川,为了更多地留住冰川,2017 年起,中国启动了第二次青藏科考,冰川就是其中最重要的研究课题之一,众多科研工作者奔向冰川,

踏入荒原;

他们经历风雪,

研究冰川的变化机理,研究冰川消融对水资源和生态环境的影响。

一切,都是为了让我们的冰川永远冰冷,永远川流不息。

它是不应消逝的风景。

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全文完,感谢阅读。

关于冰川科考更多动态,请关注中国青藏高原研究会和第二次青藏高原综合科学考察研究队共同主办的公众号“第三极大本营”。

本文专家支持团队(排名不分先后):

  • 姚檀栋、刘勇勤、徐柏青、安宝晟、戴玉凤、姚汝桢、周蕾蕾、王伟财、邬光剑、余武生、杨威、高杨、朱海峰、龚平、王永杰、陈文锋、李久乐、朱美林、王君波、张强弓

本文创作团队

  • 撰稿:所长
  • 地图:王朝阳
  • 设计:张靖、陈睿婷
  • 图片:任炳旭、刘白
  • 审校:风子、王朝阳
  • 封面摄影师:刘宪忱,拍摄于“40 冰川”

【参考文献】

  1. 谢自楚等,《冰川学导论》,上海科学普及出版社,2010
  2. 刘时银, 姚晓军, 郭万钦, et al. 基于第二次冰川编目的中国冰川现状[J]. 地理学报, 2015, 70(1):3-16.
  3. 秦大河等,《冰冻圈科学概论》,科学出版社,2018
  4. 刘时银等,《中国冰川图鉴》,上海科学普及出版社,2014
  5. 施雅风等,《中国第四纪冰川与环境变化》,河北科学技术出版社,2005
  6. 施雅风等,《中国第四纪冰川新论》,上海科学普及出版社,2011
  7. 姚檀栋等,《青藏高原水 - 生态 - 人类活动考察研究揭示亚洲水塔的失衡及其各种潜在风险》,科学通报,2019
  8. 姚檀栋等,《青藏高原中部冰冻圈动态特征》,地质出版社,2002

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