冰川和冰川作用,是一种自然现象。它与人类有很密切的关系。而且随着生产力的发展,以及人类对它的认识的加深,冰川对人类社会的生活和经济活动,将产生越来越大的影响。冰川与人类的关系中,有对人类有利,能造福于人类的一面;也有对人类有害,能给人类造成灾害的一面。现分别加以介绍。
(1)冰川对人类有利的方面
冰川是地球水圈的重要组成部分。在世界的总淡水储量中,占五分之四的这个“固体水库”,是人类巨大的天然财富。当今世界上许多国家深感人民生活和生产必需的淡水资源日益枯竭的时候,高山冰川和极地冰盖正是能够提供优势清水的理想源泉。千百年来,这种宝贵的淡水资源已经自动地为人类造了不少福。地球上有许多河流的径流,长时期来就是由冰川的融水提供的。这不仅能调节河流的多年径流变化,而且还为干旱区的农业灌溉用水提供可贵的水源。我国西部现有的河流如果没有冰川融水的补给,其中一部分就要干涸,有一些河流要变成涓涓细流的间歇河。这对河流附近的农业生产将带来不堪设想的后果。我国天山南北以及河西走廊一带的农业生产,对冰川融水有很大的依赖性。世界其他国家如俄罗斯、美国等的一些地区,也把冰雪融水作为农业灌溉的重要水源。
在世界的一些冰川地区,人们还把冰川作为提供能源的宝贵源泉,利用冰川融水发电。例如,欧洲的阿尔卑斯山区,很长时期以来,一直是冰川资源利用水平最高的地区。在古代冰川活动遗留下来的宽展槽谷和冰碛阻塞湖区,人们修建了星罗棋布的高山水库,蓄水量很大,有的达数百万方,甚至上亿方,冰川融水占水库畜水量的三分之二左右。现代冰川学的发祥地瑞士早就利用水库中的水能发电,大大小小的水力发电站建立在水库旁。每当电力使用低峰时,他们还巧妙地利用剩余电力把下游水库中的水抽到上游的水库中,反复利用水力。目前瑞士全国能源消费的一半,就是靠这些水库发出的电力。冰川能源的开发,还带动了工业、农业和旅游业等多种事业的发展,促进了国民经济的增长。
冰川和冰川沉积物的堆积地,往往也是埋藏矿物的富集矿床。不少是有开采价值的砂金,一些冰碛和冰水沉积的岩石、矿物和粘土等,还是建筑材料和陶瓷工业的重要原料。南极大冰盖下蕴藏的丰富矿产资源,近年来也吸引着越来越多的人们去研究如何开采的问题。
冰川还是储存地球气候与环境变化信息的“宝库”。冰川的发育、形成和变化,是随地球的气候波动而变化的。科学家在冰川或冰盖上打钻,采集冰芯样品,分析不同深度的冰川冰或粒雪中的氢、氧同位素、矿物质、有机质、孢粉、气溶胶等的组成、含量和分布等情况,就可提示冰川在形成和变化过程中,地球的气候和环境变迁的信息,了解地球在最近数十、数百、乃至数十万年中气候与环境的变化情况,了解地球在若干年内遭受酸雨、火山灰、核试验等污染的情况。这大大有助于开展环境保护工作。
(2)冰川对人类有害的方面
冰川能给人类造成的灾害,是多方面的。如冰川突发性洪水、冰川泥石流、雪崩、冰崩、冰川跃动等等,冰川、海冰、河冰、湖冰等都会不同程度地给人类生活和经济建设带来灾祸和不利影响。海冰、河冰、湖冰虽不属于冰川范畴,但属于广义冰川学的研究范围。
冰川突发性洪水和冰川泥石流的危害性最大。冰川突发性洪水的成因,主要是由于冰川的退缩或前进,阻塞江河,形成冰川阴塞湖或冰碛堰塞湖,引起洪水溃决泛滥。冰川突发性洪水有时流量非常大,可达每秒数千立方米,来势凶猛,使下游人民猝不及防,造成生命财产等的重大损失。
冰川泥石流是由冰川融水和冰碛混杂堆积物形成的,实际上也是一种冰川灾害性洪水。每当夏季,冰川发生强烈消融时,冰川融水侵蚀冲刷冰碛和其他沉积物,融水不断增加,冲击力也随之增强,到一定程度,就把有相当体积的冰碛和沉积物冲动,随融水一泻而下,形成泥石流,如遇暴雨,水量猛增,就将形成灾难性冰川泥石流。这种泥石流往往在下午或夜间突然爆发,以极大流量,极强冲击力和迅雷不掩耳的速度,冲毁村庄城镇,使来不及逃避的人畜遭受伤亡,财产遭受损失。这种泥石流破坏力非常大。它们夹带大量泥砂石块,有时可达整个泥石流的百分之三十以上。毁灭性地刈平山下森林,埋没良田,使茂密的林木和肥沃的良田在顷刻之间变成巨石累累的扇状“石海”。冰川泥石流还常冲毁公路和桥梁,使交通受阻,有时将大量泥砂石块倾泻于江河之中,引起水患,淹没更多的农田、森林、道路和村庄。
对冰川突发性洪水和冰川泥石流的预防,是对它们的监测和预报,这是目前所能做到的主要措施。在建设山区公路交通和工厂矿山时,应在选线和选址等方面,通过探测和设计,尽量避开这些灾害发生区。
雪崩、冰崩、风吹雪等对山区交通和林、牧业也是很大的威胁。它们往往堵塞公路,中断交通,阻断河道,引发洪水,使下游的农牧业受害。
冰川跃动,是指冰川有时突然爆发式地向前推进。例如,喀喇昆仑山南坡有一条冰川1953年发生跃动时,每小时前进6米,比一般冰川前进时的速度快千百倍。它们摧毁森林、耕地和村庄,威胁道路交通,使生命财产受损。产生冰川跃动的原因,众说纷纭,有人认为,这是由于冰川上游某一部分冰的积累量增大到一定程度,超过冰的强度极限,冰川运动由一般塑性流动突然转变为快速块状滑动产生的。有人认为,某些冰川底部可能周期性地聚积起相当数量的冰融水,融水作为一种润滑剂,会使冰川沿着较陡的岩床突然滑动。还有人认为,强烈的地震可能诱发冰川跃动。现在还没有得出一致的结论。
一般的冰山不是海冰。它是极地冰盖边缘流入海中,在海中脱落,而后在海面上飘浮的淡水冰体。它们在南北极海域中形成美丽壮观的景色,但对于航海的船舶来说,却是使人望而生畏的庞然大物。它们在水面上看起来,像不起眼的小山,但它们的水下部分比水上部分要大很多倍,船舶一旦和它相撞,就会造成船沉人亡的惨祸,历史上这种灾祸已经发生过多次。它是对人类航海事业的很大威胁。
海冰是指由海水冻结成的冰。南极大陆每到冷季(3月至11月),周围就完全被海冰所封闭,成为南极航行的严重障碍,有时甚至到了暖季(12月至2月),南极大陆四周仍然碎冰密集,妨碍船舶航行,常需要破冰船开道。我国渤海湾内,每年冬季也有不同程度的海冰冻结,妨碍那里的船舶行驶,对开采石油的钻井平台还构成一定的威胁,也不利于船舶航行。
河冰造成的灾害,是指河冰解冻初期,在河流中形成的冰塞或冰坝。例如,我国黄河中下游的某些河段,每到早春解冻时节,河流中布满着飘浮的碎冰,它们一旦在河道中停滞积聚,就会形成冰坝,堵塞河道,使河水上涨,冰坝或河堤一旦溃决,就将对黄河中下游人民的生命财产造成巨大的灾难。防治的措施是疏通河道,用飞机轰炸或大炮轰击的方法消除冰坝,使河水能通畅下泄。
湖冰产生的主要危害,是对湖岸和坝体的侵蚀和破坏,以及对水力发电的影响。在我国北方的湖泊和水库中,常发生这种情况。