Earth Science

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Lesson Objectives

  • Discuss the different erosional features formed by alpine glaciers.
  • Describe the processes by which glaciers change the underlying rocks.
  • Discuss the particles deposited by glaciers as they advance and recede.
  • Describe the landforms created by glacial deposits.

Vocabulary

  • alpine (valley) glacier
  • continental glacier
  • end moraine
  • glacial erratic
  • glacial striations
  • glacial till
  • glaciers
  • ground moraine
  • hanging valley
  • lateral moraine
  • medial moraine
  • moraine
  • plucking
  • terminal moraine
  • varve

Introduction

Glaciers cover about 10% of the land surface near Earth’s poles and they are also found in high mountains. During the Ice Ages, glaciers covered as much as 30% of Earth. 6億～8億年前、地質学者は地球のほぼ全域が雪と氷に覆われていたと考えています。

氷河の形成と移動

氷河は、地表に沿って非常にゆっくりと移動する固体氷です（下図）。 氷河の氷は、その下にある岩石を侵食して形を変えます。 また、氷河は堆積物を堆積させて特徴的な地形にします。

  • 大陸氷河は、比較的平坦な地表を覆う大きな氷床です。
  • 大陸氷河は、雪と氷が最も多く積もったところから外側に流れます。
  • 高山氷河または谷氷河は、既存の谷に沿って山を下っていきます。

ヒマラヤの氷河の衛星画像に、いくつかの特徴をラベル付けしました。 氷河の雪解け水が下の岩の割れ目にしみ込み、水が凍り、岩の破片を外側に押し出すのです。 そして、移動する氷河の流れる氷によって、岩石はむしり取られ、運ばれていきます（下図）。

氷河の筋は氷河の進行方向を示しています。

山の氷河は独特の浸食の特徴を残しています。 氷河がV字型の渓谷を切り開くとき、氷河は側面と底面から岩をつめる。

グレーシャー国立公園のU字谷。

小さな支流氷河は支流のように、それぞれ浅いU字谷で主氷河に流れ込んでいます。 主氷河が支流氷河を切り離し、崖になったところに吊り谷ができる。

ヨセミテバレーは、ハンギングバレーから流れ落ちる滝で知られています。

氷河が発生する山の上では、岩が谷壁から引き離されます。 その結果できた侵食地形のいくつかを紹介します。

（a）グレイシャー国立公園のお椀型の圏谷は、氷河によって削られたものである。 (b)この圏谷に閉じ込められた雪解け水が、ターンと呼ばれる高地の湖を形成しています。 (c）山の頂上からさまざまな方向に流れる氷河によって、スイスのマッターホルンのような鋭い角を持つ圏谷がいくつか残る。 (

氷河が岩盤の上り側を滑らかにし、下り側を削ってできたロッシュ・ムートネ（roche moutonée）。

氷河の堆積特性

氷河が流れるとき、機械的風化によって谷の壁にある岩がゆるみ、それが氷河の破片として落ちてきます。 氷河は、巨大な岩石からシルトまで、あらゆる大きさの岩石を運ぶことができます（下図）。 これらの岩石は、何年もかけて何キロメートルも運ばれることがあります。 このように、周囲の岩盤と岩種や起源が異なる岩石が氷河礫である。 氷河が溶けると、運んできた大小の岩石類がすべて山のように堆積します。

氷河が落とした大きな岩は氷河屑です。

氷河屑には、さまざまな種類の堆積物があります。 線状の岩石堆積物はモレーン（moraines）と呼ばれます。 地質学者は、氷河がどこまで広がり、どれくらいの時間で溶けていったかを知るために、モレーンを研究しています。

  • 横モレーンは、谷の壁の浸食によって氷河の上に物質が落ちるので、氷河の端にできます。
  • 中央モレーンは、2つの支流氷河の横モレーンが大きな氷河の真ん中で一緒になるところにできます（下の図）。

長く暗い線が内側モレーンと外側モレーンです。

  • 氷河の下にあった堆積物が、氷河が溶けた後にグランド・モレーンとなります。
  • 末端モレーンは、氷河が到達した最も遠い場所に残された耕土の長い尾根です。
  • 末端モレーンは、氷河が後退するときに岩の尾根を作成するのに十分長い期間停止した場所に堆積しています。

(a) エスカーとは、氷河の下に雪解け水の流れによって堆積した砂や砂利の曲がりくねった尾根のことをいいます。 (b)ドラム缶は、氷が移動した方向を向いている堆積物でできた非対称の丘である。

氷河が未分類の堆積物を捨てる一方で、氷河の融水は堆積物を分別して再輸送します（下図）。

（a）砂や小さな粒子で分別した堆積物は層状流です。 広い範囲に雪解け水の層状流が広がっているのが、アウトウォッシュ平野です。 (

  • Glacier National Park のビデオで見られる氷河の特徴のいくつかを選んでみてください：http://www.visitmt.com/national_parks/glacier/video_series/part_3.htm.

氷河地域ではいくつかのタイプの層状堆積物が形成されていますが、氷によって直接形成されているのではありません。 湖が冬に氷に覆われる場所に形成されるバーブ。 冬は黒っぽい細粒の粘土が底に沈みますが、春に氷が溶けると流水が流れ、明るい色の砂が堆積します。 濃い層と薄い層が交互に現れるのは、1年分の堆積物を表しています。 もし、1年間に氷河が溶ける量より多く氷を蓄えるなら、氷河は下へ下へと進む。

グレイシャー国立公園のグリンネル氷河は、過去70年間後退し続けています。

レッスンのまとめ

  • 氷河という氷の動きは、その驚異的な侵食力で私たちの山々の地表を一変させてきました。
  • U字谷、吊り谷、圏谷、角、荒地は、氷によって彫られた特徴です。
  • 浸食された物質は、後に大きな氷河礫、モレーン、層状流、アウトウォッシュプラント、ドラムリンに堆積します。
  • 砂州は、氷河湖で形成される非常に有用な年間堆積物です。

復習問題

  1. 今日、地球の地表のどのくらいが氷河に覆われていますか。
  2. 2種類の氷河にはどのようなものがあり、それらは互いにどのように違うのでしょうか
  3. 川によって浸食された谷の形はどのようなものでしょうか。
  4. 中央の主氷河に小さな側氷河が合流すると、どのような2つの異なる特徴が形成されますか？
  5. 氷河はどのように周囲の岩を侵食しますか？
  6. Name the erosional features that are formed by glaciers high in the mountains and describe how they form.
  7. Describe the different types of moraines formed by glaciers.
  8. Describe the difference between glacial till and stratified drift. Give an example of how each type of deposit forms.
  9. Name and describe the two asymmetrical hill shaped landforms created by glaciers.

Further Reading / Supplemental Links

  • Glacial landforms illustrated: http://www.uwsp.edu/geo/faculty/lemke/alpine_glacial_glossary/glossary.html

Points to Consider

  • What features would you look for to determine if glaciers had ever been present?
  • If glaciers had never formed, how would soil in Midwestern North America be different?
  • Can the process of erosion produce landforms that are beautiful?