冰川雕刻出的U型山谷：移动冰盖如何重塑山体轮廓的痕迹

U型山谷就是冰川侵蚀最典型、最令人印象深刻的杰作之一。以下是移动冰盖（更准确地说，是山谷冰川或山地冰川）如何塑造U型山谷并重塑山体轮廓的过程：

初始状态：V型河谷

• 在冰川形成之前，山脉通常已经被河流切割出深邃的、横截面呈V型的山谷（河流河谷）。河流向下侵蚀作用强于向两侧侵蚀。

冰川形成与填充

• 气候变冷，降雪积累量超过消融量，在高海拔地区形成永久性积雪区（粒雪盆）。
• 积雪在重力和压力作用下逐渐压实、结晶，形成冰川冰。
• 冰川冰在重力驱动下，开始像“冰河”一样沿着既有的V型河谷向下缓慢流动，逐渐填满整个山谷。

冰川的侵蚀作用：重塑山谷

• 巨大的重量和压力： 冰川冰极其厚重，施加巨大的压力于谷底和谷壁的基岩上。
• 磨蚀作用： 冰川底部冻结并携带了大量的岩石碎屑（包括砾石、砂、粉砂）。这些碎屑在冰川移动过程中，像砂纸一样不断地研磨、刻划下方的基岩和两侧的谷壁。这是塑造U型谷最主要的过程。
• 拔蚀作用： 冰川在压力下流动时，其底部的融水渗入基岩裂缝并再次冻结。水结冰膨胀产生的巨大力量可以将岩石块从基岩上拔起、松动，并冻结在冰川底部，随冰川一起移动。这进一步加深和拓宽了山谷。
• 集中在谷底和谷壁的侵蚀：
  • 谷底： 冰川的侵蚀力量主要集中在谷底，特别是较厚的冰川中心部分。这使得谷底被显著地加深和刨平，形成宽阔、平坦或略微上凸的谷底。
  • 谷壁： 磨蚀和拔蚀作用同样作用于两侧谷壁，不断削切谷壁，使其变得陡峭、笔直。
  • 山脊： 冰川对山脊顶部的侵蚀相对较弱。同时，相邻山谷冰川对各自谷壁的侵蚀会使得山脊变窄、变尖。

U型谷的形成

• 冰川的侵蚀作用（磨蚀和拔蚀）主要作用于谷底和谷壁，而对山脊顶部作用较弱。这种选择性侵蚀导致：
  • 原有的V型河谷底部被拓宽。
  • 河谷底部被加深并刨平。
  • 河谷两侧谷壁被削直、变陡。
  • 最终，河谷的横截面从“V”形变成了宽平底、陡直壁的U形。

其他相关地貌特征：重塑山体轮廓的证据

• 悬谷： 较小的支冰川汇入更大的主冰川时，由于主冰川侵蚀能力更强（冰更厚、压力更大），会将主谷侵蚀得更深。当冰川消退后，支谷（较小冰川侵蚀形成）就会高悬在主谷（较大冰川侵蚀形成）的谷壁之上，形成悬谷。悬谷下方常有瀑布飞泻而下，这是冰川侵蚀差异性的明显证据。
• 三角面： U型谷的陡直谷壁常被后期发育的、侵蚀能力较弱的V型河谷（现代河流）切割，在U型谷壁上形成三角形或梯形的断面。
• 冰斗、刃脊、角峰： 在U型谷的上游源头，冰川的侵蚀形成了半圆形的冰斗。相邻冰斗后壁的不断后退侵蚀，使得它们之间的山脊变得像刀刃一样锋利，称为刃脊。三个或更多冰斗向不同方向侵蚀交汇，则形成尖锐的金字塔形山峰——角峰（如马特洪峰）。这些都是冰川重塑山体轮廓的直接结果。
• 冰川擦痕和磨光面： 在U型谷的谷底和谷壁基岩上，常可见到由冰川携带的砾石刻划出的平行擦痕，以及岩石表面被磨蚀得非常平滑的磨光面，这些都是冰川磨蚀作用留下的微观证据。
• 冰碛地貌： 虽然主要是沉积作用，但冰川搬运和沉积的物质（冰碛物）也会堆积在U型谷中（如侧碛垄、终碛垄），进一步改变谷地的轮廓。

总结：

移动的冰川就像一把巨大的、沉重的、携带砂纸的锉刀。它沿着原有的山谷流动，利用其巨大的重量、冻结-融解机制以及携带的岩屑，集中力量侵蚀谷底和谷壁，将其刨平、削直、加深、拓宽，同时相对保留山脊部分。这种独特的侵蚀模式将河流的V型谷改造成为具有宽阔平底和陡直侧壁的U型谷。U型谷的存在，连同悬谷、冰斗、刃脊、角峰、冰川擦痕等地貌一起，清晰地记录了冰川曾经存在并深刻重塑了山体轮廓的历史。它们是解读过去冰川活动最直接、最有力的地形证据。