神奇的地貌——石環

高山大川、河流湖泊都是我們熟悉的地形地貌,但在廣袤的地球上,還存在著一種神奇的地貌——石環。石環是一種怎樣的地貌?它有何特點?

石環,是指在凍融分選作用下形成的呈多邊形或近圓形的凍土地貌,又稱為“幾何形土”。當凍土地面鬆散物質因凍裂和凍融分選形成各種微地貌和沉積構造時,就會出現一定的幾何形態,如多邊形、環形、條帶形。根據組成物質的不同,構造土又可分為泥質構造土(或稱“無分選構造土”)和石質構造土。

神奇的地貌——石環

石環產生的第一要素是凍土。所謂凍土,指溫度在0℃以下並含有冰的各種岩土。冬季凍結而夏季全部融化的凍土為季節性凍土;凍結持續多年而不融化的凍土為多年凍土。其中,多年凍土又分為上下兩層,上層為夏季融化而冬季凍結的活動層,下層為多年凍結層。在多年凍土地區,由於氣溫變化和季節更迭,地表物質經常處於凍結與融化相交替的狀態,土層受到強烈的擾動和破壞,由此會形成許多奇特的地面現象,石環便是其中一例。

石環的產生具有偶然性,由鬆散沉積物組成的地面,會因凍結作用產生許多裂隙,這種裂隙常常會構成一些具有對稱多邊形形態的網眼。每個網眼的直徑小的大約幾米,大的則有百餘米,網眼中間通常略微突起,如果地面物質由均勻的細土構成,那麼這種由裂隙網羅的地面就稱為多邊形土。如果地面物質由大小混雜的土石組成,那麼在凍融過程中,還會發生物質的重新分選。例如我們在凍土中設置一個石樁,當整個活動層上部發生凍結時,由於土壤中的水分凍結膨脹,也會使活動層上部發生體積膨脹,此時,原本在凍土中的石樁會隨著地面的脹起而抬升,同時在石樁的底下出現一段小小的空隙,這個空隙慢慢地會被尚未凍結的鬆土填塞。當活動層上部解凍時,地面重新回降到原來的位置,而石樁由於底部空隙被填塞,便不能回到原來的位置,就會伸出一段到地面上來,凍融過程反覆地進行,石樁在這樣週而復始的過程中不斷抬升,從凍土中解放出來,到達一定的次數後就會完全露出地面。

在長期的融凍分選下,凍土下層的碎石被推向地表,接近地表的碎石又被擠向多邊形的邊緣,便形成了一個以粗礫為外緣的石多邊形。假如在這個石多邊形的旁邊架上一臺攝像機,你會發現如果石邊不斷加寬,整個多邊形會向圓形轉化,從而形成典型的石環。

石環雖得名“環”,但卻不是一個規整的圓形,它在不同的地形上,會表現出不同的面貌。例如在斜坡上,石多邊形會因重力作用被拉長,從而形成橢圓形的石圈。在陡坡上,則會形成長條形的石帶。

石環的形成需要滿足多種要素,既需要凍土環境,又需要一定的鬆散沉積物,並且只在特定的季節才會出現。我國的可可西里地區就有石環地貌,這裡廣佈現代冰川,冰川總面積達2000平方公里,有布喀達坂冰帽冰川、馬蘭山冰川、崗扎日冰川等。

本文由中國人民大學附屬中學第二分校一級教師 王和意進行科學性把關。

神奇的地貌——石環


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