冰川-冻土相互作用的历史实例
瑞士格鲁本湖冰川-永久冻土的联合效应
在格鲁本马戏团,a多种燃料的冰川和相对温暖的大型永久冻土,活跃岩石冰川并列。长期以来,这方面的研究也伴随着并协助了冰缘地区防洪工作的顺利开展热岩溶在1968年和1970年两次主要的湖泊爆发和泥石流之后(Haeberli et al. 2001)。图5展示了站点及其最关键的方面。格鲁本冰川堆积区的最高区域(图5中1)是寒冷的,并被冻结到下面的基岩(Haeberli 1976;Suter et al. 2001)。这种寒冷的冷峰地区很可能随着气温的上升而变暖,从而导致冰川上部的更快流动(增强变形和滑动)。最近的岩石秋天(2(图5)从多年生开始冻结岩石在大约3600米(a.s.l.;高于海平面的;Noetzli等人,2003;cf. Davies et al. 2001),并沿着冰川表面的中心线移动到海拔约3100米a.s.l.的高度群众运动冰川之间可能有特别长的流动路径,一次重大的岩崩可能会到达冰边缘的湖泊和防洪结构区域。这是
图4所示。格鲁本3号湖在泄洪渠建设前后的对比(第二幅图中的圆圈)。冰坝的漂浮可能是由于冰川边缘被冻结在冰下永久冻土,水不能直接渗透到冰川床上。人工降低冰边缘湖是必要的,因为早期设计的蓄水量为冰前的湖对于强降水或冰下水袋破裂合并3号湖溃决等事件的组合,1是不够的。Andreas Kaab拍摄,2003年7月29日和8月7日
图4所示。格鲁本3号湖在泄洪渠建设前后的对比(第二幅图中的圆圈)。冰坝的漂浮可能是由于冰川边缘被冻结在冰下永久冻土,水不能直接渗透到冰川床上。人工降低冰缘湖是必要的,因为早期为原冰湖1设计的蓄水量不足以应对强降水或冰下水袋破裂合并湖3溃决等事件的组合。Andreas Kaab拍摄,2003年7月29日和8月7日
对于内Rothorn的永久冻土岩壁尤其如此(图5中3),强烈的岩石坠落活动提供了更大的块体(米到十米尺度),这是季节性霜冻风化和永久冻土退化的必然预期结果(Matsuoka et al. 1998)。该地点冰川表面的降低引入了岩石表面内的应力重新分布,并结合了更大的霜冻渗透和加剧的岩石破坏(参见Haeberli等,1997年)。因此,这是一个稳定条件瞬息万变的地区。现在调节的所谓的“3号湖”(图5中的4)继续向变薄冰川的冰坝扩张,并在2003年达到了冰坝的浮力水平,冰坝很冷,仍然冻结在多热冰川边缘的冰下永久冻土上。冰坝上的一个人工切口有助于加速和加强溢流。这个湖没有完全排干,必须持续蓄水
图5所示。格鲁本的情况概述,在这里,永久冻土-冰川相互作用决定了气候变化引起的危险(数字参考文本中的解释;raybet雷竞技最新1号湖的冰碛坝,早前爆发的裂缝部分隐藏在机翼下面)。照片由Christine Rothenbiihler拍摄,2003年10月
图5所示。格鲁本的情况概述,在这里,永久冻土-冰川相互作用决定了气候变化引起的危险(数字参考文本中的解释;raybet雷竞技最新1号湖的冰碛坝,早前爆发的裂缝部分隐藏在机翼下面)。照片由Christine Rothenbiihler拍摄,2003年10月
观察,特别是如果它生长在消失的冰川舌和岩石坠落区。岩石冰川的永久冻土(图5中的5)在早期(全新世和历史时期)的推进过程中与冰川接触。它仍然包含了巨大的冰块,这是潜在危险的热喀斯特湖泊指数增长的有利先决条件(Kaab & Haeberli 2001)。位于“湖1”(图5中6)的冰碛坝现在由巨石坝、特别设计的出水口结构和混凝土注入保护。在1968年和1970年的两次溃决洪水中,来自前冰下永久冻土的具有大空洞的非固结物质在该位置发生了破坏。
俄罗斯奥塞梯高加索地区Kolka-Karmadon岩石/冰崩的起始区冰川-永久冻土的联合效应
2002年9月20日,俄罗斯高加索地区北奥塞梯卡兹贝克山Dzhimarai-khokh峰顶东北北壁发生大的岩石/冰川滑坡,造成140多人死亡,并摧毁了通往该地区主要旅游景点Giseldon山谷和Genaldon峡谷的通道(Kaab et al. 2003;Popovnin et al. 2003)。图6所示的雪崩起始区宽度约为1公里,位于平均海拔4300米至3500米之间。这是对陡坡体积的粗略估计变质岩滑梯脱落层数约为400万立方米,破坏深度约为40米。在滑坡中还夹带了类似厚度/体积的雪、冷杉和冰川冰。因此,不稳定的主要原因肯定是在基岩内部,而不是表面的冰。鉴于寒冷山区的基岩稳定性在温暖或退化的永久冻土中可能特别低(Davies等,2001年),影响岩石节理内冰和水的热条件很可能产生了重大和有害的影响。
事故发生后的情况需要立即评估类似事故或更大事故在山坡上再次发生的可能性。这包括对当局在直升机侦察飞行中收集的照片的解释,以及对起始区冷杉、冰和永久冻土的热状况的一些最佳猜测(Haeberli et al. 2003)。脱离带基岩表面温度
图6所示。Kolka-Karmadon岩石/冰崩的上层雪崩路径。背景是Dzhimarai-khokh山顶和起跑区(S)。右下角是一个活跃的岩石层冰川(右)。请注意山坡脚下的蒸汽/灰尘(?)云,那里是Kolka冰川(K)被剪掉的地方。快速移动的岩石/冰/水团有两个流动部分(Fl, F2)。卡兹贝克火山应该在左边。Igor Galushkin拍摄,2002年9月25日
图6所示。Kolka-Karmadon岩石/冰崩的上层雪崩路径。背景是Dzhimarai-khokh山顶和起跑区(S)。右下角是一个活跃的岩石层冰川(右)。请注意山坡脚下的蒸汽/灰尘(?)云,那里是Kolka冰川(K)被剪掉的地方。快速移动的岩石/冰/水团有两个流动部分(Fl, F2)。卡兹贝克火山应该在左边。Igor Galushkin拍摄,2002年9月25日
估计约为- 5至- 10°C,即寒冷的永久冻土条件。事件发生前,陡峭的不透水的下岩坡被悬挂的冰川覆盖。这样的悬冰川有两个不同的热部分:(1)冷冰冻结对基岩形成垂直/不透水冰崖,融水立即流出,冰盖脱落,这是这些冰体的重要消融过程,而融水的渗流和再冻结导致(2)在积雪为主的不太陡峭的上表面下存在更温暖甚至更温和的冷杉和冰。悬冰中可能存在多热结构,至少在冰墙的下部存在多热结构(参见Haeberli et al. 1997)。因此,Dzhimarai-khokh的滑脱带可能处于一种复杂的条件下,即相对寒冷/厚的多年冻土与温暖(如果不是未冻结的部分)结合,融水在非常陡峭的倾斜材料中流动,具有非均匀的渗透性。这种情况有利于高的和局部可变的水压,而众所周知在卡兹别克地块的火山地区有温泉这一事实使情况进一步复杂化。这一事件本身消除了悬挂的冰川和温暖的冷杉地区,减少了斜坡上的负荷,消除了主要的融水来源。此外,裸露的基岩现在受到强烈冷却和深度冻结的影响。这两个事实导致的结论是,在不久的将来同一地点发生类似或更大事件的威胁可以被认为是微乎其微的,但斜坡其余部分的不稳定可能继续存在,因此应予以观察。未来几十年还必须考虑到潜在的未来大气变暖的影响。
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