ธรณีสัณฐานวิทยาธารน้ำแข็งและรอบธารน้ำแข็ง

ธารน้ำแข็งและพื้นดินเยือกแข็งเป็นตัวการสำคัญในการกัดเซาะและการทับถม ก่อให้เกิดหุบเขา การสะสมของหินตะกอนธารน้ำแข็ง และการปรับเปลี่ยนภูมิทัศน์ในละติจูดสูงและระดับความสูงที่เหลืออยู่จากยุคน้ำแข็งในอดีต

Definition

ธรณีสัณฐานวิทยาธารน้ำแข็งคือการศึกษาธรณีสัณฐานที่เกิดจากการกัดเซาะและการทับถมของธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็ง และธรณีสัณฐานวิทยารอบธารน้ำแข็งคือการศึกษาธรณีสัณฐานและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเยือกแข็งอย่างรุนแรงและดินเยือกแข็งคงตัวในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นและไม่มีธารน้ำแข็ง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการทำงานทางธรณีสัณฐานของน้ำแข็ง: การกัดเซาะและการทับถมโดยธารน้ำแข็งและธรณีสัณฐานที่เกิดขึ้น กระบวนการรอบธารน้ำแข็งที่เกิดขึ้นบริเวณขอบและนอกขอบน้ำแข็งในพื้นที่ดินเยือกแข็งคงตัว และหลักฐานของยุคน้ำแข็งในอดีต โดยกล่าวถึงภูมิทัศน์ในสภาพอากาศหนาวเย็นภายใต้ธรณีสัณฐานวิทยากระบวนการ

Core questions

• ธารน้ำแข็งกัดเซาะและสะสมวัสดุอย่างไร และก่อให้เกิดธรณีสัณฐานแบบใด?
• กระบวนการใดที่ปรับเปลี่ยนภูมิทัศน์ดินเยือกแข็งคงตัวและรอบธารน้ำแข็ง?
• หลักฐานใดที่บันทึกยุคน้ำแข็งในอดีต?

Key theories

ทฤษฎีธารน้ำแข็ง

อากัสซีแย้งว่าก้อนหินแปลกปลอม หินฐานที่ถูกขัดและมีรอยขีดข่วน และเนินตะกอนธารน้ำแข็งที่อยู่ห่างไกลจากธารน้ำแข็งในปัจจุบันเป็นหลักฐานของยุคน้ำแข็งครั้งใหญ่ในอดีต ซึ่งยืนยันว่าแผ่นน้ำแข็งเคยปกคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ปัจจุบันไม่มีน้ำแข็ง

กลไกการกัดเซาะและการทับถมของธารน้ำแข็ง

ธารน้ำแข็งกัดเซาะโดยการขัดสีและการดึง และขนส่งเศษหินที่ถูกสะสมเป็นหินตะกอนธารน้ำแข็งและตะกอนน้ำแข็งละลาย ก่อให้เกิดธรณีสัณฐานที่เป็นลักษณะเฉพาะ เช่น หุบเขารูปตัวยู แอ่งธารน้ำแข็ง เนินตะกอนธารน้ำแข็ง เนินรูปไข่ และสันดอนกรวดทราย

Mechanisms

น้ำแข็งที่เคลื่อนที่กัดกร่อนหินฐานด้วยเศษหินที่ถูกพัดพามาและดึงบล็อกที่หลุดออก ก่อให้เกิดแอ่งธารน้ำแข็ง (cirques), สันเขา (arêtes) และหุบเขารูปตัวยู (U-shaped valleys) ตะกอนที่ถูกพัดพามาโดยน้ำแข็งจะถูกปล่อยออกมาเป็นหินตะกอนธารน้ำแข็ง (till) ที่ไม่คัดขนาด ก่อให้เกิดเนินตะกอนธารน้ำแข็ง (moraines) และเนินรูปไข่ (drumlins) ในขณะที่น้ำที่ละลายจะสะสมตะกอนน้ำแข็งละลาย (outwash) ที่คัดขนาดและสันดอนกรวดทราย (eskers) ในสภาพแวดล้อมรอบธารน้ำแข็ง การเยือกแข็งและละลายซ้ำๆ และพลวัตของดินเยือกแข็งคงตัวขับเคลื่อนการยกตัวของน้ำแข็ง (frost heave), พื้นดินมีลวดลาย (patterned ground) และการไหลของดิน (solifluction) ซึ่งปรับเปลี่ยนภูมิทัศน์ในสภาพอากาศหนาวเย็น

Clinical relevance

ตะกอนธารน้ำแข็งและรอบธารน้ำแข็งเป็นแหล่งกักเก็บน้ำบาดาลและทรัพยากรหินและทรายที่สำคัญ ในขณะที่พลวัตของดินเยือกแข็งคงตัวและการละลายของมันก่อให้เกิดอันตรายทางวิศวกรรมและที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศที่สำคัญ บันทึกธารน้ำแข็งในอดีตยังจำกัดแบบจำลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและระดับน้ำทะเล

History

หลุยส์ อากัสซี (Louis Agassiz) ได้เสนอทฤษฎีธารน้ำแข็งในปี ค.ศ. 1840 ซึ่งล้มล้างแนวคิดที่ว่าก้อนหินแปลกปลอมถูกสะสมโดยน้ำท่วมครั้งใหญ่ งานวิจัยต่อมาได้ทำแผนที่ขอบเขตของแผ่นน้ำแข็งในยุคไพลสโตซีนและพัฒนาหลักการทางกลศาสตร์ของกระบวนการธารน้ำแข็งและรอบธารน้ำแข็งซึ่งเป็นรากฐานของธรณีสัณฐานวิทยาในสภาพอากาศหนาวเย็นสมัยใหม่

Key figures

• Louis Agassiz
• Douglas Benn
• David Evans

Seminal works

• agassiz1840
• bennevans2010

Frequently asked questions

จะทราบได้อย่างไรว่าหุบเขาถูกกัดเซาะโดยธารน้ำแข็ง?

หุบเขาที่ถูกกัดเซาะโดยธารน้ำแข็งมักจะมีหน้าตัดขวางเป็นรูปตัวยูที่กว้าง มีผนังชันและพื้นราบ ซึ่งแตกต่างจากหุบเขารูปตัววีที่เกิดจากแม่น้ำ และมักจะมีลักษณะเฉพาะอื่นๆ เช่น แอ่งธารน้ำแข็ง หุบเขาลอย และเนินตะกอนธารน้ำแข็ง