ＧＩＡ 的概念
我们知道，地球经历了震旦纪大冰期、石炭纪
二叠纪大冰期和第四纪大冰期，在每个大冰期又经
历许多亚冰期的旋回，伴随亚冰期冰进冰退和相应
的海退海浸，固体地球受冰负荷和海水负荷变化激
发，必然进行所谓的“冰川均衡调整”（Ｇｌａｃｉａｌ
ＩｓｏｓｔａｔｉｃＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔ，ＧＩＡ）．第四纪主要有４ 个亚
冰期，以阿尔卑斯山为标准，从老到新有贡兹、民德、
里斯、玉木冰期，中国则对应有鄱阳、大姑、庐山、大
理冰期．亚冰期的冰进－ 冰退以约１００ｋｙｒ的周期
出现，冰川体积的增加或减少可由深海沉积物岩芯
６期汪汉胜，等：冰川均衡调整（ＧＩＡ）的研究
氧同位素反映出来．最后一次冰期就是末次冰期，
始于约１００ｋｙｒＢ．Ｐ．，在约２０ｋｙｒＢ．Ｐ．达到盛冰
期，在约９ｋｙｒＢ．Ｐ．冰退结束．在末次冰期的盛冰
期，在北欧、北美和极地覆盖着巨厚的冰盖，其中北
欧芬诺斯坎底亚冰盖质量为０．２６×１０１９ｋｇ，北美劳
伦冰盖１．５５×１０１９ｋｇ，南极冰盖０．９×１０１９ｋｇ，冰盖
厚达３ｋｍ，全球海平面平均下降约１２０ ｍ．末次冰
期对自然和人类社会影响较大，因此，本文主要涉及
末次冰期ＧＩＡ．
ＧＩＡ 过程是地球受冰负荷和海水负荷变化激
发，主要体现为地幔物质的流动和地壳的运动．在末
次冰期的冰进期，巨大的冰质量负荷使地壳表面产
生变形，即冰盖下方地壳下沉，并且驱使“流体”地
幔岩石向冰盖地区外运移，在冰盖外围产生“外围隆
起”．在冰退期和冰后期，冰负荷的渐渐移去则导致
其下面地壳的隆升或回弹，地幔流体岩石的回流．这
就象用拇指按住篮球，拇指压力负荷使球直接产生
下陷，拇指下球内空气被驱挤向外，同时在周围产生
外围隆起．当松开拇指，原先被压缩的部分产生回
弹，外围则下沉，球就恢复了它原来的形状．但是，地
球的地幔粘度毕竟很高，所以地球上的回弹及恢复
过程需要至少１０，０００年，时至现今，大冰盖典型的
回弹速率为每年１厘米量级．因此，回弹过程有两个
不同的阶段：在冰退阶段，以弹性变形占主导地位，
地壳因卸载而快速回弹；在冰后期，无弹性变形，进
入粘滞流动阶段，回弹表现为缓慢的粘滞流动，回弹
速率因此以指数衰减．
需要指出，ＧＩＡ 实际上并不限于指地壳的垂直
和水平运动［１，２］，还包括冰负荷和相应海平面变化
所激发地球的所有其它动力学响应，例如海平面变
化［３］、地球重力场的变化［４］，地球应力场的变化［５］和
地球的旋转变化［６］等．还应指出，现在仍在使用的
“冰后回弹”（ＰｏｓｔｇｌａｃｉａｌＲｅｂｏｕｎｄ，ＰＧＲ）的概念，
它最先主要指冰后期冰盖地区的地壳回弹，现也用
于广义地表示末次ＧＩＡ，但“冰川均衡调整”逐渐在
取代“冰后回弹”．“冰川均衡调整”不仅适用于任何
冰期，也适合于现今全球冰川质量的非平衡．在我国
地球物理界，人们一直习惯于用“冰后回弹”，我们建
议也逐渐使用“冰川均衡调整”，将更加科学和合理，
也便于国际交流．
１ ＧＩＡ 的影响
ＧＩＡ 对以下几个方面有影响：
（１）地壳运动；
（２）海平面变化；
（３）重力场；
（４）地球旋转运动；
（５）应力状态．
１．１ 犌犐犃对地壳运动的影响
ＧＩＡ 对冰后期地壳运动的影响，以垂直运动为
主、水平运动为辅．在垂直运动中，又以古冰川地区
地壳隆升和外围隆起的下沉为特征，下面分别举例
说明．
在古冰川地区地壳隆升，也使得古海滩变浅，甚
至位于现今海平面以上．在瑞典，梅拉伦湖曾经是波
罗的海的一个海湾，但由于地壳隆升，在大约十二世
纪它脱离海洋变成了一个淡水湖，此时在它的出水
口诞生了斯德哥尔摩城．地壳隆升使铁器时代人类
居住地从波罗的海后撤，使西海岸村落意想不到地
远离海岸．由于冰后地壳回弹，波的尼亚湾预计最终
会在瓦尔肯群岛关闭，瓦尔肯群岛是联合国教科文
组织确定的世界自然遗产，是ＧＩＡ 效应和全新世冰
退的一个代表性地区．在其它北欧国家的港口，如托
尔尼奥和波里，在过去的几个世纪里由于地壳隆升
港口向海洋移动了几次，一些海岸地区叫做
“ｉｓｌａｎｄ”，“ｓｋｅｒｒｙ”，“ｒｏｃｋ”，“ｐｏｉｎｔ”和“ｓｏｕｎｄ”等地
名也说明它们曾经不在陆地上．
在古冰盖的外围隆起区，地壳在下沉，同时古海
滩位于现今海平面以下．在大不列颠岛，北部的冰后
回弹使岛的南半部正在下沉，这在泰晤士河下游流
域增加了洪水泛滥的危险，加上全球变暖引起的海
平面上升，泰晤士大堤的防洪可能面临严峻考验．在
美国东海岸，古海滩沉于现在的海平面以下，预计佛
罗里达在将来会被淹没［３］．
在古冰盖地区和外围隆起区之间，也即在冰后
地壳隆起和沉降地区之间，存在过渡区．在北美，五
大湖基本上位于该过渡区，其中苏必利尔湖与密歇
根湖和休伦湖从前都是一个大湖的一部分，但冰后
回弹使陆地隆升，三个湖在２１００年前就分开了；时
至今天，由于它们在北端的地壳隆升而南端下沉，北
岸水位继续在下降，而南岸水位则在继续上升，从而
影响该地区的水流方向和农业灌溉．在安大略湖沉
积物中发现了海贝壳，也说明在史前出现了地壳隆
升事件．
与地壳垂直运动伴随的是水平运动，遗憾的是，
对历史上的水平运动，几乎很少有可利用的数据．对
现今的地壳运动，可利用全球定位系统（ＧＰＳ）、甚长(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）
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冰川均衡调整(GIA)的研究
来源：地球物理学进展 作者：汪汉胜 WU Patrick 许 发表于：2010-01-13 21:07 点击：次
【关健词】冰川均衡调整，科学目标，研究历史，发展方向
摘 要 冰川均衡调整对固体地球物理学、大地测量学、地貌学、海洋学、冰川学、气候变化、水资源、天文学和考古学
等学科具有重要的意义，通过其综述性介绍，以吸引我国地学界的注意和兴趣．本文结合作者和国内外研究成果，全
方位地阐述了冰川均衡调整研究的完整内涵，首先给出了冰川均衡调整的完整概念，探讨了冰川均衡调整对冰后地
壳运动、全球海平面变化、地球重力场、地球旋转运动和应力状态的影响，再分析了冰川均衡调整研究的科学目标和
冰川均衡调整研究的历史与现状，最后指出了冰川均衡调整研究的未来发展方向．
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