为什么要研究冰川
在深入研究本书所涉及的数学复杂性之前，人们可能会问，我们为什么要研究这个主题——冰川力学?对于很多想要了解的人来说冰川移动他们如何雕刻景观，他们如何应对气候变化，数学并不容易。我向你保证，我们所有人都必须仔细思考那些似乎写出来很简单，但很难理解的表达的意思。只有到那时，它们才成为我们词汇的一部分，只有到那时，我们才能利用恰当表述的数学分析所能带来的额外的精确性。这样的努力值得吗?这取决于你的目标;你为什么选择研究冰川。
当然，原因有很多。有些是个人的，有些是学术的，有些是具有社会意义的。对我来说，个人原因是最重要的:冰川出现在壮观的地区，通常很偏僻，没有受到人类活动的破坏。通过冰川学，我有机会在这些地区生活;划着皮划艇在冰上静静地漂流堰塞湖在我们营地前，八月的一个傍晚，日落逐渐与日出融合;在12月的夜晚临睡前进行短暂的滑雪之旅，欣赏北极光;并反思生命的意义以及我们在自然中的地位。也许你们中的一些人会有同样的需求，并会因此选择研究冰川。我已经找到了很多冰川学家一定要分享它们，这将导致一种友谊，这种友谊本身就是有益的。
研究冰川的学术原因可能很难与具有社会意义的原因分开。然而，在三个学科中，冰川学应用于当前社会问题的研究至少比最初的研究差了一步。第一个是冰川地质学．冰川曾经覆盖了地球陆地面积的30%，留下了形状和成分各异的沉积物。这些沉积物是如何形成的，它们能告诉我们关于形成这些沉积物的冰川的什么信息?第二个原则是构造地质学；冰川是一种变质岩这可以在接近熔点的温度下观察到变形过程。通过对这种变形的研究，无论是在实验室还是在野外，我们都可以了解到在地球深处变形的其他结晶岩石中变质结构的起源。最后一个学科是古气候学。冰川以两种方式记录气候波动:在连续的前进和后退过程中留下的沉积物提供了气候变化的粗略记录，只要仔细研究，再加上一点运气和大量的技巧，就可以将这些沉积物按正确的时间顺序和日期排列出来。更详细的记录包含在来自极地冰川比如南极和格陵兰冰原。这些岩心的同位素和化学变化反映了现今大气环流模式以及过去大气温度和成分的变化。利用岩心地层学可以相当精确地测定过去几百年到几千年的变化。使用流模型对更早的时间变化进行确定。
相对最近的气候变化和大气中某些人为物质的浓度正在引起越来越raybet雷竞技最新多的注意，因为人类正在努力维持健康的生活环境人口过剩以及由此产生的对自然资源的需求。对冰芯和其他冰样本的研究为测量这些人为变化提供了基准。例如，当希腊人和罗马人开始从铅硫化物中提取银时，格陵兰冰原中的铅含量增加了约四倍(Hong et al.， 1994)。然后，在公元第一个千年略有下降后，在工业革命期间上升到自然水平的80倍，在汽油中普遍使用铅添加剂时上升到自然水平的200倍(Murozumi etal。, 1969)。这些研究在很大程度上要对铅不再用于汽油这一事实负责。同样，对冰芯中CO2和CH4的测量也记录了前工业时代这些温室气体的水平。
冰川学的其他应用也不难发现。北方和山区越来越多的人住在冰川附近，他们的生活将因冰川的扩张而严重改变，其规模堪比上个世纪世界许多地区发生的退缩。自17世纪和18世纪以来，随着世界进入小冰期，冰川的推进吞噬了农场和农场建筑，冰瀑布砸坏了谷仓和房屋的故事很常见。据记载，建筑物被压碎成小块，并与“土壤、砂砾和大石头”混合在一起(Grove, 1988，第72页)。在这段时间里，法国的海格莱斯(Mer de Glace)出现了一个特别的问题，在17世纪，驱魔人多次被派去处理推动它前进的“灵魂”。他们似乎是成功的，因为那里的冰川当时接近小冰期的最大值，并开始退缩。
还有一些人住在冰川淤积的河流附近。地质记录中已知的一些最大的洪水就是由这样的冰坝失效引起的，同样原因的较小的洪水摧毁了阿尔卑斯山和喜马拉雅地区的社区。
在离人类生活环境稍远的地方，人们发现冰川横跨有经济价值的沉积物，或将冰山排入这些沉积物移动的航道。例如，如果采矿工程师要在格陵兰冰盖边缘开一个露天矿山开采铁矿，会遇到什么复杂的问题?目前快速撤退的可能性是什么哥伦比亚冰川在阿拉斯加，冰山的流量会增加十倍，甚至一百倍，进入通往瓦尔迪兹港的航道，在跨阿拉斯加管道的南端?如果船只在那里停留很长一段时间，石油流经管道的流动就必须停止，石油就会在管道中凝结，就会形成一位冰川学家所说的世界上最长的蜡烛。
冰川本身就是一种有经济价值的沉积物;冰川含有世界上60%的淡水，干旱地区的人们已经认真研究了从南极洲拖冰山作为水源的可能性。山区的人们不仅将水用于饮用，还将水作为水力发雷竞技手机版app电的来源。通过在冰川下的岩石上挖隧道，再从那里到的遗留物界面，他们将水困在比其他可能的更高的海拔，从而增加能量产量。冰川学家为在哪里可以找到冰川下的溪流提供了建议。
随着全球变暖的威胁笼罩着世界，冰川和冰原中锁住的大量水对沿海地区的人类活动构成了潜在威胁。南极西部冰盖的崩塌可能导致全球海平面在不到一个世纪的时间内上升7米。如果接下来是南极东部冰盖融化，海平面可能会再上升50米左右。对这些前景的担忧在过去20年里激发了大量研究。
最后，我们应该提到一项建议，即通过让放射性废物自行融化到南极冰盖的底部来处理放射性废物。这些废物能从生物环境中隔离多久?如何释放热量影响冰盖的流动?在几十年的时间里，成千上万立方公里的冰会被倾倒进海洋吗?这将使海平面上升几十米，同样会带来有趣的后果!为了解决这些问题，后来的提案版本要求用锚定在冰川表面的电线悬挂废物罐。然而，整个项目后来被放弃了，但不是因为冰川学的原因。更确切地说，似乎没有无风险的方式将废物运输到南极。
对冰川物理的良好定量理解，对于严谨地处理这些学术问题，以及准确地分析与人类有关的各种工程和环境问题，都是必不可少的。这种理解所依据的基本原理是物理学的原理，在较小程度上是化学的原理。将这些原理应用于冰川动力学最初是很简单的，但就像处理许多问题一样，我们越努力去理解冰川的行为，应用就越复杂，在许多方面也就越有趣。
我们已经回答了第一个问题;研究冰川因为同样的原因,我们研究的许多其他特性的自然景观,而且对一个特殊的原因,我将努力传授给你,一声不吭地,如果你会站在我看着冰川覆盖着厚厚的积雪覆盖的新鲜粉到遥远的山峰,沐浴在高山,气喘吁吁从快速爬上一个陡坡经过一天的工作,但是随着滑雪板准备屈膝旋转法跑回营地。“马克提格，”我的同伴说——强大。
第二章
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